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突触(synapse)是神经元与其靶细胞之间进行信息交流的特化结构。突触生长过程的精确调控对于功能性神经环路的形成和可塑性至关重要。因此,寻找和鉴定调控突触发育和功能的因子一直是人们感兴趣的科学问题之一。这里我们发现果蝇脑肿瘤基因brat(braintumor)在神经肌肉突触(neuromuscularjunctionsynapses)发育中起着至关重要的作用。已有报道表明Brat通常作为一个翻译抑制因子,在果蝇胚胎发育、神经干细胞的不对称分裂、生殖干细胞的分化等很多生物学过程中发挥作用。我们的研究发现,果蝇brat突变体表现出神经肌肉突触过度生长的特点,其显著特征是突触卫星扣结数大大增加。同时,电镜实验结果表明,与野生型相比,brat突变体突触扣结负责神经递质传递的活性区的大小增大;电生理实验结果表明,brat突变导致自发性的微兴奋性突触后电位升高,突触传递效率下降。突触形态结构和电生理功能的这些异常通常提示突触内吞功能的缺陷,我们随后的结果验证了这一可能。brat突变体突触末端内吞蛋白AP180和Dynaimin的表达降低,同时FMl-43荧光染料内吞实验显示突变体突触内吞功能受损,说明Brat参与调控突触内吞功能。遗传学互作实验提示,Brat在神经肌肉突触发育中的功能是由BMP(bonemorphogeneticprotein)信号途径的转录因子Mad(Mothersagainstdecapentaplegic)介导的。进一步的生化分析实验表明,brat突变体大脑中Mad蛋白水平升高,但转录本水平没有变化,提示Brat在翻译水平抑制Mad的表达。同样的,在果蝇S2细胞中敲减Brat同样会使Mad的蛋白水平升高。综合分析上述研究结果,我们认为Brat通过抑制BMP信号途径而调控神经肌肉突触发育和内吞功能。