10月17日，中国科学技术大学与中国科学院深圳先进技术研究院的毕国强、刘北明、陶长路团队等，靠自主研发的毫秒级时间分辨原位冷冻电镜成像技术，解开了神经信息传递里突触囊泡释放与快速回收的生物物理过程——也就是“亲吻-收缩-逃逸/融合”机制。这一成果统一了学界半个世纪以来，关于突触囊泡释放与回收机制的两个争议模型，还为理解神经信号传递、神经可塑性及相关脑疾病机理，提供了全新视角，相关研究已发表在《科学》期刊上。

早在2010年，该团队就开始把冷冻电镜断层成像技术，用在神经突触的结构与功能研究上。他们在研究中首次发现，神经突触里存在直径约29纳米的“小囊泡”（正常突触囊泡直径约42纳米），并推测这种小囊泡是囊泡释放过程中的中间状态。

为了“看清”突触囊泡传递信息的动态过程，团队把光遗传学刺激和投入式冷冻技术结合，研发出毫秒级时间分辨的冷冻电镜制样技术：先通过光刺激让神经元传递电信号，再在信号发出后的4毫秒到300毫秒间，选取不同时间点对细胞快速冷冻“定格”，精准捕捉囊泡释放的瞬时状态，进而拿到了上千套高分辨率的神经突触三维重构数据。

之后，团队结合图像处理技术进一步分析，不仅清晰看到了囊泡与细胞膜的半融合结构、两者间的狭小融合孔，以及帮助它们融合的蛋白复合物，还梳理出不同形态突触囊泡数量随时间变化的规律。

基于这些发现，团队完整揭示了突触囊泡释放与快速回收的过程，并提出“亲吻-收缩-逃逸/融合”这一全新理论模型：神经信号到达后4毫秒内，装着神经递质的囊泡会先与突触前膜“亲吻”，形成约4纳米的融合孔；接着囊泡快速收缩，表面积减半，变成之前发现的小囊泡；最终，大部分小囊泡会在70毫秒内以“逃逸”方式离开，少部分则与突触前膜“全融合”。

据悉，这一进展不仅为深入理解神经信号传递、突触可塑性，以及阿尔茨海默病、帕金森病等脑疾病的发病机理提供了新视角，团队研发的毫秒级时间分辨原位冷冻电镜成像等创新技术，未来还可能为研究病毒感染、药物作用等细胞内动态过程，提供新的技术手段。#科技# http://t.cn/AXw7CKWD