在生命王国中，神经系统与肌肉的毗连发育方法各不相同。新生儿需要约莫一年的时间来生长支持行走能力的适当肌肉系统，而牛则在出生几分钟后就能行走，并在不久后可以奔驰。
加州大学圣地亚哥分校的研究职员使用强盛的新型可视化手艺，清晰地展现了这两种情形为何会云云差别的缘故原由。研究效果为明确人类肌肉缩短提供了新看法，这可能有助于未来肌肉疾病的治疗。
“在这项研究中，我们旨在相识运动神经元与骨骼�。次颐怯幸馐犊刂频募∪猓┙哟サ闵仙婕暗姆肿酉附冢�”生物科学学院教授瑞恩·希布斯在揭晓于《自然》杂志的新研究中说道。“我们发明了肌肉卵白在发育历程中因素的转变，这在导致逐渐肌肉无力的疾病配景下具有主要意义。”
骨骼肌的缩短能力使sunbet身体得以移动——从行走、跳跃到呼吸、眨眼。所有的骨骼肌缩短都源于运动神经元（起源于脊髓和脑干）与肌肉纤维之间的毗连点。正是在这里，神经元释放一种叫做乙酰胆碱的转达化学物质。这些分子与肌肉细胞上的卵白质受体团结，触发细胞膜的开启。电流流入细胞，导致肌肉缩短。
图片信息：在一次无意的发明中，加州大学圣地亚哥分校的研究职员使用冷冻电镜手艺首次捕获了胎儿和成人肌肉中肌肉乙酰胆碱受体的三维结构。
神经元释放与肌肉相同的化学物质的方法已经被研究了一个多世纪。但这个系统中缺失的一部分是该历程的视觉形貌�？舻募∪馐芴迓寻字实慕峁故鞘裁囱�？
为相识这一点，希布斯、研究第一作者李欢欢（博士后学者）和研究数据剖析师滕金峰使用了位于圣地亚哥加州大学新建的Goeddel Family Technology Sandbox（一个尖端研究仪器中心）的冷冻电子显微镜（cryo-EM）手艺。冷冻电子显微镜使用超强盛的显微镜捕获“冻结”状态下的分子图像。
图片信息：早期和成年肌肉受体发育。
研究效果首次展示了肌肉乙酰胆碱受体的三维结构。由于人类组织难以获得用于此类肌肉缩短研究，研究职员使用了牛骨骼肌的胎儿组织样本。为了在样本中疏散出受体，研究职员求助于一个意想不到的泉源：蛇毒。使用一种使猎物麻木的毒蛇神经毒向来附着在牛样本中的肌肉受体上，使研究职员能够疏散出受体举行研究。然后，冷冻电子显微镜的可视化手艺使研究职员得以眼见受体发育历程的睁开。
陪同着新数据的爆发，还带来了一个意外发明。研究职员发明，他们可以在统一个牛胎儿组织样本中看到胎儿和成年受体的结构。
“我们希望看到受体的结构，确实看到了，但我们也看到了两种差别版本的受体，”希布斯说。“这是一个惊喜。”
回首起来，希布斯以为发明两种受体类型是有原理的。由于小牛在子宫内发育，胎儿受体是预期的。为了在出生后不久像成人一样行走，它们在发育早期就最先建设成人神经肌肉毗连。
“这一发明诠释了为什么像牛这样的动物需要在出生当天行走，它们在出生前就形成了成熟的神经肌肉毗连，而人类在出生后数月内肌肉协调性很差，”希布斯说。“能够看到受体的详细结构使我们能够将其差别与神经肌肉毗连和肌肉缩短联系起来。”
该研究的发明已经应用于肌肉疾病的研究，如导致肌肉无力的先天性肌无力综合征（CMS）。一种常见的自身免疫性疾病——重症肌无力——涉及过失攻击肌肉乙酰胆碱受体的抗体，导致骨骼肌无力。
“这一新的肌肉受体洞察水平将资助研究职员明确其基因中的突变怎样导致疾�。⒖赡茉谖蠢次哂胁畋鸩±淼母鎏寤颊咛峁└鲂曰瘟疲�”李欢欢说道。
杂志：Nature
DOI：10.1038/s41586-024-07774-6
