Haberler

Araştırmacılar, uzun süreli anılar oluşturmanın DNA hasarı gerektirdiğini keşfetti

Tıpkı yumurtaları kırmadan omlet yapamayacağınız gibi, Albert Einstein Tıp Fakültesi’ndeki bilim adamları da DNA hasarı ve beyin iltihabı olmadan uzun süreli anılar oluşturamayacağınızı keşfettiler. Şaşırtıcı bulguları dergide yayınlandı Doğa “TLR9 yolunu algılayan DNA yoluyla bellek düzeneklerinin oluşumu” başlıklı bir makalede.

Dominick P. Purpura Bölümü’nde profesör olan araştırma lideri Jelena Raduloviç, MD, Ph.D., “Beyin nöronlarının iltihaplanması genellikle kötü bir şey olarak kabul edilir, çünkü Alzheimer ve Parkinson hastalığı gibi nörolojik sorunlara yol açabilir” dedi. Nörobilim Profesörü, psikiyatri ve davranış bilimleri profesörü ve Einstein’da Sylvia ve Robert S. Olnick Sinirbilim Kürsüsü.

“Fakat bulgularımız, beynin hipokampal bölgesindeki belirli nöronlardaki iltihaplanmanın, uzun süreli anıların oluşması için gerekli olduğunu gösteriyor.”

Hipokampus uzun zamandır beynin hafıza merkezi olarak biliniyor. Dr. Raduloviç ve meslektaşları, bir uyarının belirli hipokampal nöronlarda bir DNA hasarı ve onarımı döngüsü başlattığını ve bunun da istikrarlı hafıza düzeneklerine (geçmiş deneyimlerimizi temsil eden beyin hücresi kümeleri) yol açtığını buldu. Elizabeth Wood, Ph.D. öğrencisi ve Raduloviç laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan Ana Cicvaric, araştırmanın Einstein’daki ilk yazarlarıydı.

Şoklardan istikrarlı anılara

Araştırmacılar bu hafıza oluşturma mekanizmasını, farelere şok olayının hafızasını (epizodik hafıza) oluşturmaya yetecek kadar kısa, hafif şoklar vererek keşfettiler. Daha sonra hipokampal bölgedeki nöronları analiz ettiler ve önemli bir inflamatuar sinyal yoluna katılan genlerin aktive edildiğini buldular.

Aynı zamanda Montefiore Einstein Psikiyatri Araştırma Enstitüsü’nün (PRIME) direktörü olan Dr. Raduloviç, “Toll-Like Reseptör 9 (TLR9) yolunda yer alan genlerin güçlü aktivasyonunu gözlemledik” dedi.

“Bu inflamatuar yol, patojen DNA’nın küçük parçalarını tespit ederek bağışıklık tepkilerini tetiklemesiyle bilinir. Dolayısıyla ilk başta, farelerde enfeksiyon olduğu için TLR9 yolunun etkinleştirildiğini varsaydık. Ancak daha yakından baktığımızda, şaşırtıcı bir şekilde TLR9’un olduğunu gördük. yalnızca DNA hasarı gösteren hipokampal hücre kümelerinde aktive edildi.”

Beyin aktivitesi rutin olarak DNA’da dakikalar içinde onarılan küçük kırılmalara neden olur. Ancak hipokampal nöronlardan oluşan bu popülasyonda DNA hasarının daha önemli ve kalıcı olduğu görüldü.

Anılar yaratmak için iltihabı tetiklemek

Daha ileri analizler, DNA hasarından kaynaklanan diğer moleküllerle birlikte DNA parçalarının çekirdekten salındığını ve ardından nöronların TLR9 inflamatuar yolunun aktive olduğunu gösterdi; bu yol da DNA onarım komplekslerinin alışılmadık bir yerde, yani sentrozomlarda oluşmasını teşvik etti.

Bu organeller çoğu hayvan hücresinin sitoplazmasında bulunur ve hücre bölünmesini koordine etmek için gereklidir. Ancak bölünmeyen nöronlarda, uyarılmış sentrozomlar, bireysel nöronları hafıza düzenekleri halinde organize eden DNA onarımı döngülerine katılıyordu.

Dr. Raduloviç, “Hücre bölünmesi ve bağışıklık tepkisi, hayvan yaşamında milyonlarca yıl boyunca yüksek düzeyde korunmuş olup, yabancı patojenlere karşı koruma sağlarken yaşamın devam etmesine olanak tanımaktadır” dedi.

“Evrim boyunca, hipokampal nöronların, hücre bölünmesine ilerlemeden anılar oluşturmak için bağışıklık tepkisinin DNA algılayan TLR9 yolunu bir DNA onarım sentrozom fonksiyonuyla birleştirerek bu bağışıklık temelli hafıza mekanizmasını benimsemiş olması muhtemel görünüyor.”

Dışarıdan gelen bilgilerin girişine direnmek

Enflamatuar sürecin tamamlanması için gereken hafta boyunca, fare hafızasını kodlayan nöronların, yeni veya benzer çevresel uyaranlara karşı daha dirençli hale gelme de dahil olmak üzere çeşitli şekillerde değiştiği bulundu.

“Bu dikkate değer” dedi Dr. Raduloviç, “çünkü sürekli olarak bilgi akınına uğruyoruz ve anıları kodlayan nöronların, halihazırda edindikleri bilgileri korumaları ve yeni girdilerle ‘dikkatlerinin dağılmaması’ gerekiyor.”

Daha da önemlisi, araştırmacılar, hipokampal nöronlarda TLR9 inflamatuar yolunun bloke edilmesinin, farelerin yalnızca uzun süreli hafıza oluşturmasını engellemekle kalmayıp, aynı zamanda derin genomik istikrarsızlığa, yani bu nöronlarda yüksek frekansta DNA hasarına neden olduğunu da bulmuşlardır.

Dr. Raduloviç, “Genomik istikrarsızlık, hızlandırılmış yaşlanmanın yanı sıra kanser ve Alzheimer gibi psikiyatrik ve nörodejeneratif bozuklukların da ayırt edici özelliği olarak kabul ediliyor” dedi.

“Uzun süreli COVID semptomlarını hafifletmek için TLR9 yolunu inhibe eden ilaçlar önerildi. Ancak TLR9 yolunun tamamen inhibe edilmesi önemli sağlık riskleri oluşturabileceğinden dikkatli olunması gerekiyor.”



Kaynak ve İleri Okuma: https://medicalxpress.com/news/2024-03-term-memories-requires-dna.html

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu