10月17日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)畢國強教授團隊在《科學(xué)》雜志發(fā)表一項神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的突破性研究成果。團隊基于自主研發(fā)的毫秒級時間分辨冷凍電鏡技術(shù)，成功捕捉到突觸囊泡釋放與快速回收的完整動態(tài)過程，并提出全新“親吻—收縮—逃逸/融合”模型。這一突破揭示了大腦高效傳遞信息的“微觀密碼”，也為相關(guān)腦疾病的機理研究提供了新視角。
　　
　　中國科大畢國強教授團隊聯(lián)合國內(nèi)外多個團隊，開發(fā)具有毫秒時間分辨的原位冷凍電鏡技術(shù)。他們創(chuàng)新地將光遺傳學(xué)刺激與投入式快速冷凍方法結(jié)合，實現(xiàn)了對神經(jīng)元突觸傳遞過程的毫秒級“動態(tài)定格”。
　　
　　在具體實驗中，研究人員在神經(jīng)元中表達光敏蛋白，通過激光精準激發(fā)動作電位，觸發(fā)突觸囊泡釋放。隨后，載有樣品的電鏡載網(wǎng)在設(shè)定時間內(nèi)快速落入冷凍劑，將細胞瞬間固定。通過精確控制光照與冷凍的時間間隔，團隊得以在囊泡釋放的不同階段，從4毫秒到300毫秒之間，捕獲其結(jié)構(gòu)快照。
　　
　　基于上千套高分辨率三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析，團隊發(fā)現(xiàn)囊泡釋放與快速回收是一個可分為三階段的動態(tài)過程：囊泡首先與突觸前膜形成納米級融合孔（“親吻”），隨后迅速收縮為表面積減半的小囊泡（“收縮”），最終大部分囊泡以“逃逸”方式回收，少數(shù)發(fā)生“全融合”。
　　
　　這一成果為深入理解神經(jīng)信息加工以及相關(guān)腦功能和疾病機理提供了全新視角。