KANAZAWA, Japan, Dec. 26, 2025 /PRNewswire/ — Scientists at the Nano Life Science Institute (WPI-NanoLSI), Kanazawa University, have captured real-time images showingKANAZAWA, Japan, Dec. 26, 2025 /PRNewswire/ — Scientists at the Nano Life Science Institute (WPI-NanoLSI), Kanazawa University, have captured real-time images showing

Kanazawa University research: High-speed AFM imaging reveals how brain enzyme forms dodecameric ring structure

KANAZAWA, Japan, Dec. 26, 2025 /PRNewswire/ — Scientists at the Nano Life Science Institute (WPI-NanoLSI), Kanazawa University, have captured real-time images showing how a key brain enzyme organizes itself to help memory formation. Their study, published in Nature Communications, reveals that the enzyme CaMKII forms mixed α/β subunit structures whose interactions stabilize learning-related signals in neurons.

A molecular switch for learning

One of the brain’s most important enzymes for learning and memory is Ca²⁺/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII). This enzyme acts like a molecular switch, turning signals on and off to help nerve cells strengthen their connections — a process known as synaptic plasticity.

When we learn, the links between neurons, called synapses, are reinforced. CaMKII drives this change by reorganizing and activating molecules inside these synapses.

CaMKII is made up of 12 protein subunits arranged in a ring. Two types of subunits — α (alpha) and β (beta) — are mixed in different amounts in various regions of the brain. Scientists have long suspected that the precise balance between these two forms is important for memory formation, but until now, no one had actually seen how the α and β subunits combine and function together inside the enzyme’s structure.

Filming molecules in motion

Using high-speed atomic force microscopy (HS-AFM), the Kanazawa University team led by Mikihiro Shibata filmed the dynamic movements of CaMKII at the single-molecule level. The images revealed that α and β subunits mix within the 12-unit ring in a 3:1 ratio, closely matching the natural composition found in the mammalian forebrain.

The researchers also found that β subunits preferentially positioned themselves next to each other, with an 83% probability of adjacency, forming small clusters within the enzyme’s ring structure.

Stable molecular memory

When the enzyme was activated by calcium and calmodulin—signals associated with neuronal activity—these adjacent β subunits formed stable ‘kinase domain complexes’ that persisted for extended periods.

This structure reduced the enzyme’s overall catalytic activity but maintained an open surface that could continue to interact with other proteins, allowing memory-related signaling to persist even after the initial calcium signal faded.

“Our high-speed AFM movies show how CaMKII reorganizes itself at the molecular level to stabilize memory signals,” says Shibata. “The β subunits act like anchors that hold the enzyme in an active, memory-supporting configuration.”

Experimental approach

  • The researchers combined advanced structural and biochemical techniques to uncover the mechanism:
  • High-speed AFM: Captured real-time movements of CaMKII’s subunits at nanometer resolution.
  • Biochemical assays: Quantified enzyme activation and dephosphorylation under different conditions.
  • AlphaFold3 modeling: Predicted the shape and interactions of β subunit dimers that form during activation. 
  • These integrated approaches revealed how CaMKIIβ subunits stabilize the active state and help maintain the structural memory that underlies long-term potentiation (LTP)—the cellular foundation of learning.

Implications and next steps

The findings provide new insight into the molecular architecture of memory and open possibilities for studying how mutations or subunit imbalances in CaMKII contribute to neurological and psychiatric disorders.

The team plans to extend their HS-AFM studies to observe how CaMKII interacts with actin filaments and synaptic receptors such as NMDAR, which link the enzyme’s activity to changes in neuronal shape and connectivity.

Glossary

  • CaMKII: Ca²⁺/calmodulin-dependent protein kinase II, a key brain enzyme involved in learning and memory.
  • HS-AFM: High-speed atomic force microscopy, a powerful imaging method for observing molecular movement in real time.
  • Subunit: A single protein molecule that forms part of a larger complex.
  • Phosphorylation: A chemical modification that turns enzymes on or off.
  • Heterooligomer: A molecular complex made of two or more different types of subunits.

Reference

Keisuke Matsushima, Takashi Sumikama, Taisei Suzuki, Mizuho Ito, Yutaro Nagasawa, Ayumi Sumino, Holger Flechsig, Tomoki Ogoshi, Kenichi Umeda, Noriyuki Kodera, Hideji Murakoshi, and Mikihiro Shibata. “Structural dynamics of mixed-subunit CaMKIIα/β heterododecamers filmed by high-speed AFM.”

Nature Communications 16, 10603 (2025).

DOI: 10.1038/s41467-025-66527-9

URL: https://www.nature.com/articles/s41467-025-66527-9 

Funding

This work was supported by the World Premier International Research Center Initiative (WPI), Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT), Japan, JSPS KAKENHI (JP24K21942, JP25H00972, JP22H04926 Advanced Bioimaging Support (ABiS) , JP23H0424, JP24H01298), and grants from the Mochida Memorial Foundation for Medical and Pharmaceutical Research, Uehara Memorial Foundation, Naito Foundation, JST CREST (JPMJCR1762 to N.K. and H.F.), JST SPRING (JPMJSP2135), and JST ERATO (JPMJER2403).

Contact

Kimie Nishimura (Ms.)
Project Planning and Outreach, NanoLSI Administration Office
Nano Life Science Institute, Kanazawa University
Kakuma-machi, Kanazawa 920-1192, Japan
Email: nanolsi-office@adm.kanazawa-u.ac.jp 

Nano Life Science Institute (WPI-NanoLSI), Kanazawa University

Understanding nanoscale mechanisms of life phenomena by exploring “uncharted nano-realms.” Cells are the basic units of life. At NanoLSI, researchers develop nanoprobe technologies that enable direct imaging, analysis, and manipulation of biomolecules such as proteins and nucleic acids inside living cells. By visualizing these processes at the nanoscale, the institute seeks to uncover fundamental principles of life and disease.

https://nanolsi.kanazawa-u.ac.jp/en/ 

About the World Premier International Research Center Initiative (WPI)

The WPI program was launched in 2007 by Japan’s Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT) to foster world-class research centers with outstanding research environments. WPI centers enjoy a high degree of autonomy, enabling innovative management and global collaboration. The program is administered by the Japan Society for the Promotion of Science (JSPS).

WPI News Portal: https://www.eurekalert.org/newsportal/WPI

Main WPI program site: www.jsps.go.jp/english/e-toplevel

About Kanazawa University

Founded in 1862 in Ishikawa Prefecture, Kanazawa University is one of Japan’s leading comprehensive national universities with a history spanning more than 160 years. With campuses at Kakuma and Takaramachi–Tsuruma, the university upholds its guiding principle of being “a research university dedicated to education, while opening its doors to both local and global society.”

Internationally recognized for its research institutes, including the Nano Life Science Institute (WPI-NanoLSI) and the Cancer Research Institute, Kanazawa University promotes interdisciplinary research and global collaboration, driving progress in health, sustainability, and culture.

http://www.kanazawa-u.ac.jp/en/

Cision View original content:https://www.prnewswire.com/news-releases/kanazawa-university-research-high-speed-afm-imaging-reveals-how-brain-enzyme-forms-dodecameric-ring-structure-302649514.html

SOURCE Kanazawa University

Market Opportunity
Cyberlife Logo
Cyberlife Price(LIFE)
$0.0307
$0.0307$0.0307
-5.53%
USD
Cyberlife (LIFE) Live Price Chart
Disclaimer: The articles reposted on this site are sourced from public platforms and are provided for informational purposes only. They do not necessarily reflect the views of MEXC. All rights remain with the original authors. If you believe any content infringes on third-party rights, please contact service@support.mexc.com for removal. MEXC makes no guarantees regarding the accuracy, completeness, or timeliness of the content and is not responsible for any actions taken based on the information provided. The content does not constitute financial, legal, or other professional advice, nor should it be considered a recommendation or endorsement by MEXC.

You May Also Like

Uniswap stemt in met token burn van 100 miljoen UNI

Uniswap stemt in met token burn van 100 miljoen UNI

Uniswap (UNI) heeft een belangrijke stap gezet in de verdere ontwikkeling van zijn tokenomics. In een recente governance-stemming hebben houders van het UNI-token
Share
Coinstats2025/12/26 21:47
Which Crypto to Buy Today for Long-Term Growth? One DeFi Crypto Stands Out

Which Crypto to Buy Today for Long-Term Growth? One DeFi Crypto Stands Out

The post Which Crypto to Buy Today for Long-Term Growth? One DeFi Crypto Stands Out appeared on BitcoinEthereumNews.com. Crypto Projects Investors searching for
Share
BitcoinEthereumNews2025/12/26 22:32
Ethereum koers toont zeldzaam dubbel koopsignaal en richt zich op $4.550

Ethereum koers toont zeldzaam dubbel koopsignaal en richt zich op $4.550

Connect met Like-minded Crypto Enthusiasts! Connect op Discord! Check onze Discord   Ethereum laat op de uurgrafiek twee opeenvolgende TD Sequential koopsignalen zien. Deze indicator meet uitputting in een trend en geeft vaak een signaal dat de verkoopdruk kan afnemen. Dit dubbele signaal verschijnt rond het niveau van $4.516, waar de ETH prijs kortstondig steun vindt. Dit type formatie komt zelden voor en wordt daarom extra nauwlettend gevolgd. Wat gaat de Ethereum koers hiermee doen? Ethereum koers test steun rond $4.516 De scherpe daling van de Ethereum koers vanaf de prijszone rond $4.800 bracht de ETH prijs in korte tijd naar ongeveer $4.516. Op dit niveau trad duidelijke koopactiviteit op, waardoor de neerwaartse beweging tijdelijk werd gestopt. Het dubbele signaal dat door de TD Sequential indicator is gegenereerd, viel precies samen met dit prijspunt. De TD Sequential is opgebouwd uit negen candles die een trend meetellen. Wanneer de negende candle verschijnt, kan dit duiden op een trendomslag. In dit geval verschenen zelfs twee signalen kort na elkaar, wat aangeeft dat de verkoopdruk mogelijk uitgeput is. Het feit dat dit gebeurde in een zone waar ETH kopers actief bleven, maakt het patroon extra opvallend. TD Sequential just flashed two buy signals for Ethereum $ETH! pic.twitter.com/JPO8EhiEPi — Ali (@ali_charts) September 16, 2025 Welke crypto nu kopen?Lees onze uitgebreide gids en leer welke crypto nu kopen verstandig kan zijn! Welke crypto nu kopen? Fed-voorzitter Jerome Powell heeft aangekondigd dat de rentes binnenkort zomaar eens omlaag zouden kunnen gaan, en tegelijkertijd blijft BlackRock volop crypto kopen, en dus lijkt de markt klaar om te gaan stijgen. Eén vraag komt telkens terug: welke crypto moet je nu kopen? In dit artikel bespreken we de munten die… Continue reading Ethereum koers toont zeldzaam dubbel koopsignaal en richt zich op $4.550 document.addEventListener('DOMContentLoaded', function() { var screenWidth = window.innerWidth; var excerpts = document.querySelectorAll('.lees-ook-description'); excerpts.forEach(function(description) { var excerpt = description.getAttribute('data-description'); var wordLimit = screenWidth wordLimit) { var trimmedDescription = excerpt.split(' ').slice(0, wordLimit).join(' ') + '...'; description.textContent = trimmedDescription; } }); }); Technische indicatoren schetsen herstelkans voor ETH Naast de dubbele koopsignalen verstrekken ook andere indicatoren belangrijke aanwijzingen. Tijdens de daling van de ETH koers waren grote rode candles zichtbaar, maar na de test van $4.516 stabiliseerde de Ethereum koers. Dit wijst op een mogelijke verschuiving in het evenwicht tussen de bears en bulls. Als deze opwaartse beweging doorzet, liggen de eerste weerstanden rond $4.550. Daarboven wacht een sterkere zone rond $4.650. Deze niveaus zijn in eerdere Ethereum sessies al meerdere keren getest. Een doorbraak zou ruimte openen richting de all-time high van ETH rond $4.953. Wanneer de prijs toch opnieuw onder $4.516 zakt, liggen er zones rond $4.500 en $4.450 waar grotere kooporders worden verwacht. Deze niveaus kunnen als een vangnet fungeren, mocht de druk opnieuw toenemen. Marktdynamiek bevestigt technische indicatoren De huidige situatie volgt op een bredere correctie in de cryptomarkt. Verschillende vooraanstaande crypto tokens zagen scherpe koersdalingen, waarna traders op zoek gingen naar signalen voor een mogelijke ommekeer. Dat juist Ethereum nu een dubbel TD Sequential signaal toont, versterkt de interesse in dit scenario. Fundamenteel blijft Ethereum sterk. Het aantal ETH tokens dat via staking is vastgezet, blijft groeien. Dat verkleint de vrije circulatie en vermindert verkoopdruk. Tegelijk blijft het netwerk intensief gebruikt voor DeFi, NFT’s en stablecoins. Deze activiteiten zorgen voor een stabiele vraag naar ETH, ook wanneer de prijs tijdelijk onder druk staat. Fundamentele drijfveren achter de Ethereum koers De Ethereum koers wordt echter niet alleen bepaald door candles en patronen, maar ook door bredere factoren. Een stijgend percentage van de totale ETH supply staat vast in staking contracten. Hierdoor neemt de liquiditeit op exchanges af. Dit kan prijsschommelingen versterken wanneer er plotseling meer koopdruk ontstaat. Daarnaast is Ethereum nog steeds het grootste smart contract platform. Nieuwe standaarden zoals ERC-8004 en ontwikkelingen rond layer-2 oplossingen houden de activiteit hoog. Deze technologische vooruitgang kan de waardepropositie ondersteunen en zo indirect bijdragen aan een ETH prijsherstel. Het belang van de korte termijn dynamiek De komende handelsdagen zullen duidelijk maken of de bulls genoeg kracht hebben om door de weerstandszone rond $4.550 te breken. Voor de bears ligt de focus juist op het verdedigen van de prijsregio rond $4.516. De whales, die met grote handelsorders opereren, kunnen hierin een beslissende rol spelen. Het dubbele TD Sequential signaal blijft hoe dan ook een zeldzame gebeurtenis. Voor cryptoanalisten vormt het een objectief aanknopingspunt om de kracht van de huidige Ethereum trend te toetsen. Vooruitblik op de ETH koers Ethereum liet twee opeenvolgende TD Sequential signalen zien op de uurgrafiek, iets wat zelden voorkomt. Deze formatie viel samen met steun rond $4.516, waar de bulls actief werden. Als de Ethereum koers boven dit niveau blijft, kan er ruimte ontstaan richting $4.550 en mogelijk $4.650. Zakt de prijs toch opnieuw onder $4.516, dan komen $4.500 en $4.450 in beeld als nieuwe steunzones. De combinatie van zeldzame indicatoren en een sterke fundamentele basis maakt Ethereum interessant voor zowel technische als fundamentele analyses. Of de bulls het momentum echt kunnen overnemen, zal blijken zodra de Ethereum koers de eerstvolgende weerstanden opnieuw test. Koop je crypto via Best Wallet Best wallet is een topklasse crypto wallet waarmee je anoniem crypto kan kopen. Met meer dan 60 chains gesupport kan je al je main crypto coins aanschaffen via Best Wallet. Best wallet - betrouwbare en anonieme wallet Best wallet - betrouwbare en anonieme wallet Meer dan 60 chains beschikbaar voor alle crypto Vroege toegang tot nieuwe projecten Hoge staking belongingen Lage transactiekosten Best wallet review Koop nu via Best Wallet Let op: cryptocurrency is een zeer volatiele en ongereguleerde investering. Doe je eigen onderzoek. Het bericht Ethereum koers toont zeldzaam dubbel koopsignaal en richt zich op $4.550 is geschreven door Dirk van Haaster en verscheen als eerst op Bitcoinmagazine.nl.
Share
Coinstats2025/09/17 23:31