Genetik

Anahtar Beyin Proteini, Nörolojik Bozuklukların Tedavisine Yönelik Yeni Anlayışları Ortaya Çıkarıyor

Özet: Yeni bir çalışma, Gephyrin proteininin sinaps oluşumuna nasıl yardımcı olduğunu ortaya çıkararak beyin bağlantısına dair yeni bakış açıları sağlıyor. Bulgular, otizm, epilepsi ve şizofreni gibi bozukluklar için tedaviler geliştirmeye yardımcı olabilir.

Araştırmacılar, Gephyrin’in otonom sinaps gelişimindeki rolünü doğrulamak için CRISPR-Cas9’u kullandı. Bu buluş, sinaptik mekanizmaların ve potansiyel terapötik yaklaşımların anlaşılmasını geliştirir.

Ana unsurlar:

  1. Gephyrin’in Rolü: Beyinde otonom sinaps oluşumu için gereklidir.
  2. Araştırma yöntemi:Kök hücrelerden elde edilen insan nöronlarında CRISPR-Cas9 kullanıldı.
  3. Terapötik Potansiyel:Bu bulgular nörolojik bozukluklar için yeni tedavilere yol açabilir.

Kaynak: Colorado Eyalet Üniversitesi

Colorado Eyalet Üniversitesi’nden yeni yayınlanan bir araştırma, otizm, epilepsi veya şizofreni gibi nörolojik hastalıkların tedavisinin geliştirilmesinde faydalı olabilecek, beyindeki hücresel bağlantılara ilişkin temel soruları yanıtlıyor.

Vurgulanan çalışma, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı, Beyindeki nöronların, sinaps adı verilen son derece uzmanlaşmış hücre altı yapılar aracılığıyla birbirlerine nasıl bilgi ilettiğine odaklanır.

Bu hassas yapılar, elektrokimyasal sinyaller yoluyla sinir sistemindeki pek çok süreci kontrol etmede kilit rol oynuyor ve bu yapıların gelişimini bozan genlerdeki patojenik mutasyonlar ciddi zihinsel bozukluklara yol açabiliyor.

Bu bir beyni gösteriyor.
CRISPR-Cas9 adlı bir gen düzenleme aracı kullanarak, sistemi genetik olarak manipüle edebildiler ve Gephyrin’in sinaps oluşum sürecindeki rolünü doğruladılar. Kaynak: Neuroscience News

Yardımcı Doçent Soham Chanda, farklı beyin bölgelerindeki nöronları birbirine bağlamadaki önemli rollerine rağmen, sinapsların oluşma şekli ve işlevinin hala tam olarak anlaşılmadığını söyledi.

Bu temel soruyu yanıtlamak için Chanda ve Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Bölümü’ndeki ekibi, GABAerjik adı verilen spesifik ve önemli bir sinaps türüne odaklandı. Sinirbilim araştırmacılarının uzun süredir bu sinapsların GABA salınımı ve yakınlardaki iki nöron arasındaki karşılık gelen algılama aktivitesi nedeniyle oluşabileceğine dair hipotezler öne sürdüğünü söyledi.

Ancak makaledeki araştırmalar artık bu sinapsların, esasen Gephyrin adı verilen bir proteinin yapı iskelesi etkisi nedeniyle otonom olarak ve nöronal iletişimden ayrı olarak gelişmeye başlayabileceğini gösteriyor. Bu bulgular, araştırmacıların sinaps disfonksiyonu ve sağlık tedavisi seçeneklerine daha fazla odaklanmasına olanak tanıyabilecek sinaptik oluşumun temel mekanizmalarını açıklığa kavuşturmaktadır.

Chanda’nın ekibi, bu ilişkileri titizlikle test edebilecek bir beyin modeli geliştirmek için kök hücrelerden türetilen insan nöronlarını kullandı. CRISPR-Cas9 adlı bir gen düzenleme aracı kullanarak, sistemi genetik olarak manipüle edebildiler ve Gephyrin’in sinaps oluşum sürecindeki rolünü doğruladılar.

Chanda, “Çalışmamız, pre-sinaptik bir nöron GABA salgılamasa bile, postsinaptik nöronun GABA’yı algılamak için gerekli moleküler makineleri bir araya getirebileceğini gösteriyor” dedi.

“Gephyrin proteinini nöronlardan çıkarmak için gen düzenleme aracı kullandık. Bu, sinapsların bu otonom birleşmesini büyük ölçüde azalttı. Bu da, onun nöronal iletişimden bağımsız olarak önemli bir rol oynadığını doğruladı.”

Nöron ve sinaps oluşumunun anlaşılmasını ilerletmek için kök hücrelerin kullanılması

Sinirbilimciler beyindeki bu sinaptik bağlantıları incelemek için geleneksel olarak kemirgen sistemlerini kullanmışlardır. Bu uygun bir model sağlarken, Chanda ve ekibi sinaps özelliklerini insan hücresel ortamında test etmekle ilgilendiler ve bu da sonunda tedavilere daha kolay çevrilebilirdi.

Bunu başarmak için ekibi, insan nöronlarının ve sinapslarının özelliklerini taklit edebilecek beyin hücreleri oluşturmak üzere insan kök hücreleri yetiştirdi. Daha sonra bu nöronların kapsamlı yüksek çözünürlüklü görüntülemesini gerçekleştirdiler ve sinaptik mekanizmaları anlamak için elektriksel aktivitelerini takip ettiler.

Chanda, Gephyrin proteinindeki çeşitli mutasyonların, insan beynindeki nöronal uyarılabilirliği değiştiren epilepsi gibi nörolojik bozukluklarla ilişkili olduğunu söyledi. Bu, temel hücresel fonksiyonunun anlaşılmasını tedavi ve önleme yolunda önemli bir ilk adım haline getirir.

“Artık bu sinaptik yapıların nasıl etkileşime girdiğini ve organize olduğunu daha iyi anladığımıza göre, bir sonraki soru, ilişkilerindeki kusurların hastalığa nasıl yol açabileceğini açıklamak ve bu süreci tahmin etmenin veya bu sürece müdahale etmenin yollarını belirlemek olacak” dedi.

Bu genetik ve nöroloji araştırma haberleri hakkında

Soyut

Gephyrin, presinaptik GABA salınımı olmadan GABAerjik postsinaptik bileşenlerin otonom montajını ve sinaptik lokalizasyonunu destekler

γ-aminobütirik asit (GABA) içeren sinapslar, sinir sistemimizdeki inhibitör nörotransmisyonun birincil merkezlerini oluşturur. Bu sinaptik yapıların postsinaptik makinelerini presinaptik terminallerle nasıl oluşturduğu ve hizaladığı belirsizdir.

Burada, insan kök hücrelerinden türetilen ve neredeyse herhangi bir veziküler GABA salınımından yoksun olan tamamen glutamaterjik bir nöron kültüründe birkaç GABAerjik postsinaptik proteinin hücresel dağılımını izledik.

Birkaç GABA’nın olduğunu bulduk.A reseptör (GABAAR) alt birimleri, postsinaptik iskeleler ve ana hücre yapışma molekülleri, GABA eksikliği olan subsinaptik alanlarda bile güvenilir bir şekilde bir araya toplanabilir ve aynı yerde bulunabilir, ancak fiziksel olarak glutamaterjik muadillerinden ayrı kalır.

Hem Gefirin’in hem de Gefirin ile ilişkili guanozin di- veya trifosfat (GDP/GTP) değişim faktörü Collybistinin genetik delesyonları, bu postsinaptik kompozisyonların birlikte çalışmasını ve bunların presinaptik girdilerle uygun şekilde birleşmesini ciddi şekilde bozar.

Gefirin – GABAAGABA iletimi yokluğunda gelişen R kümeleri, daha sonra veziküler GABA’nın gecikmiş tedarikiyle aktive edilebilir ve hatta güçlendirilebilir. Bu nedenle, GABAerjik postsinapsların moleküler organizasyonu, GABA’dan bağımsız ancak Gephyrin’e bağımlı bir içsel mekanizma yoluyla başlayabilir.

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/gephyrin-neurology-disorders-26378/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu