Aktin, Spektrin und zugehörige Proteine bilden eine periodische zytoskeletale Struktur in Axonen

Aktin und Spektrin spielen wichtige Rollen in Neuronen, aber ihre Organisation in Axonen und Dendriten bleibt unklar. Wir verwendeten stochastische optische Rekonstruktionsmikroskopie, um die Organisation von Aktin, Spektrin und zugehörigen Proteinen in Neuronen zu untersuchen. Aktin bildete ringartige Strukturen, die sich um den Umfang von Axonen wickelten und gleichmäßig entlang der axonalen Schäfte mit einer Periodizität von ~180 bis 190 Nanometern verteilt waren. Diese periodische Struktur wurde in Dendriten nicht beobachtet, die stattdessen lange Aktinfilamente aufwiesen, die entlang der dendritischen Schäfte verliefen. Adducin, ein Aktin-kappendes Protein, kolokalisiert mit den Aktinringen. Spektrin wies periodische Strukturen auf, die abwechselnd mit denen von Aktin und Adducin vorkamen, und der Abstand zwischen benachbarten Aktin-Adducin-Ringen war vergleichbar mit der Länge eines Spektrin-Tetramers. Natriumkanäle in Axonen waren in einem periodischen Muster verteilt, das mit dem zugrunde liegenden Aktin-Spektrin-basierten Zytoskelett koordiniert war.