Multiomika synaptických spojů odhaluje změněný metabolismus a signalizaci lipidů po obohacení prostředí
| Autor: | Michaela Schweizer, Robert Ahrends, Thomas Behnisch, Michael R. Kreutz, Nils Hoffmann, Marina Mikhaylova, Tingting Li, Philipp Westhoff, Yam F. H. Cheung, Guilherme M. Gomes, Hans-Frieder Schött, PingAn Yuanxiang, Michal Holčapek, Michaela Chocholoušková, Mael Dumenieu, Cristina Coman, Canan Has, Maximilian Borgmeyer |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: |
Proteomics
Male 2-ag Proteome vezikul metabolism [Hippocampus] Hippocampus synaptic junctions Mice Tandem Mass Spectrometry analysis [Lipids] Biology (General) analysis [Proteome] Chromatography High Pressure Liquid Chemistry plasma-membrane enriched environment multiomic Lipidomics endocannabinoid signaling plazmatická membrána Endocannabinoid system segregation Lipids metabolism [Endocannabinoids] Cell biology Signal transduction Signal Transduction QH301-705.5 Membrane lipids AMPA receptor Neurotransmission genetics [Signal Transduction] postynaptická hustota General Biochemistry Genetics and Molecular Biology Amidohydrolases Animals Receptors AMPA ddc:610 Rats Wistar vesicle Environmental enrichment metabolism [Receptors AMPA] Lipid metabolism segregace metabolism [Synapses] Lipid Metabolism Monoacylglycerol Lipases Rats Mice Inbred C57BL metabolism [Monoacylglycerol Lipases] postsynaptic density cytology [Hippocampus] Synapses genetics [Lipid Metabolism] metabolism [Amidohydrolases] methods [Proteomics] protein multiomics Endocannabinoids |
| Zdroj: | Cell reports 37(1), 109797 (2021). doi:10.1016/j.celrep.2021.109797 Cell reports, 37(1):109797 Cell Reports, Vol 37, Iss 1, Pp 109797-(2021) |
| DOI: | 10.1016/j.celrep.2021.109797 |
| Popis: | Membrane lipids and their metabolism have key functions in neurotransmission. Here we provide a quantitative lipid inventory of mouse and rat synaptic junctions. To this end, we developed a multiomics extraction and analysis workflow to probe the interplay of proteins and lipids in synaptic signal transduction from the same sample. Based on this workflow, we generate hypotheses about novel mechanisms underlying complex changes in synaptic connectivity elicited by environmental stimuli. As a proof of principle, this approach reveals that in mice exposed to an enriched environment, reduced endocannabinoid synthesis and signaling is linked to increased surface expression of a-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid receptor (AMPAR) in a subset of Cannabinoid-receptor 1 positive synapses. This mechanism regulates synaptic strength in an input-specific manner. Thus, we establish a compartment-specific multiomics workflow that is suitable to extract information from complex lipid and protein networks involved in synaptic function and plasticity. Membránové lipidy a jejich metabolismus mají klíčové funkce v neurotransmisi. Zde poskytujeme kvantitativní seznam lipidů myších a krysích synaptických spojů. Za tímto účelem jsme vyvinuli multiomickou extrakci a analytický pracovní postup, abychom prozkoumali souhru proteinů a lipidů v synaptické signální transdukci ze stejného vzorku. Na základě tohoto pracovního postupu vytváříme hypotézy o nových mechanismech, které jsou základem komplexních změn synaptické konektivity vyvolaných environmentálními podněty. Jako důkaz principu tento přístup ukazuje, že u myší vystavených obohacenému prostředí souvisí snížená syntéza a signalizace endokanabinoidů se zvýšenou expresí povrchu receptoru kyseliny α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolpropionové (AMPAR) v podskupině kanabinoidních receptorů 1 pozitivní synapse. Tento mechanismus reguluje synaptickou sílu způsobem specifickým pro vstup. Proto vytváříme kompartmentově specifické multiomické pracovní postupy, které jsou vhodné k získávání informací ze složitých lipidových a proteinových sítí zapojených do synaptické funkce a plasticity. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|