科学家们早就知道，细胞的“蛋白质破坏机器”蛋白酶体在大脑内的蛋白质清除中起着至关重要的作用。然而，发表在《科学》杂志上的一项新研究表明，其基本成分19S调节粒子在突触中具有独立的“兼职”作用，因此可能为一系列神经系统疾病的诊断和治疗提供新的机会。

达尔文的进化论强调了自然界适应和多样性的重要性。在生物细胞内，蛋白质也可以在新的环境中执行新功能吗?对于大脑的主要蛋白质降解机器来说，答案似乎是肯定的，特别是当它被放置在突触处时，揭示了一种迄今为止未知的机制，允许突触根据不同的情况而变化。

调节性(19S)蛋白酶体颗粒的作用一直与其在蛋白酶体复合物中的功能完全相关，它与催化(20S)颗粒合作识别和去除不需要或受损的蛋白质 - 这种机制对正常的大脑发育和功能至关重要。

使用一种称为DNA PAINT的超分辨率成像技术，研究小组注意到突触中有大量游离的19S粒子，在没有20S伴侣的情况下漂浮。“我们意识到，19S不仅仅是20S的合作伙伴。它还可以单独作为许多关键突触蛋白的独立调节剂。这揭示了我们对突触蛋白质功能的理解的全新维度，“该文章的第一作者，副教授Chao Sun解释说。

研究人员发现，丰富的游离19S粒子似乎与许多突触蛋白相互作用，包括那些参与神经递质释放和检测的突触蛋白，从而调节突触中的信息传递和储存。

“通常，如果细胞对一种蛋白质成分产生过量的拷贝，它需要摆脱这些多余的拷贝。因为细胞不喜欢在找不到伴侣来启用蛋白质功能时有额外的蛋白质。我们称它们为“孤儿蛋白”。但在这种情况下，突触似乎正在利用这些自由的19S粒子，并使它们适应突触中的替代功能，“孙超解释说。

有了这一新发现，科学家们现在有了一个新的目标，即理解和治疗具有功能失调突触的神经系统疾病，如帕金森病和痴呆。