Serotonergic axon-cilium synapse가 핵 신호를 유도하여 chromatin accessibility를 변화시킵니다.
Axon과 dendrite 사이의 화학적 시냅스는 신경 세포 간 신호전달에 관여합니다. 우리는 이 연구에서 axon과 primary cilia 사이의 시냅스, 즉 axo-ciliary 시냅스를 보여줍니다. 잘 보존된 미세 구조를 가진 샘플에서 강화된 Focused Ion Beam Scanning Electron Microscopy (FIB-SEM)을 사용하여 우리는 brainstem serotonergic axon과 hippocampal CA1 pyramidal neuron의 primary cilia 사이의 시냅스를 발견했습니다. 기능적으로 이 cilia는 ciliary-restricted serotonin receptor인 5-hydroxytryptamine receptor 6 (5-HTR6)이 풍부합니다. Cilia 표적 세로토닌 센서를 사용하여 세로토닌성 axon의 optogenetic, chemogenetic 자극이 cilia에 세로토닌을 방출한다는 것을 보여줍니다. Ciliary 5-HTR6 자극은 핵의 actin을 조절하고 histone acetylation, chromatin accessibility를 증가시키는 non-canonical Gαq/11-RhoA 경로를 활성화시킵니다. 이 경로를 제거하면 CA1 pyramidal neurons에서 chromatin accessibility를 감소시킵니다. 핵에 근접한 신호 장치로서 axo-ciliary 시냅스는 시냅스 후 뉴런의 후성 유전 상태를 조절하기 위해 신경 신호전달을 변화시킵니다.