Sinirbilim

Beyin Onarımı İçin Glial Hücreler Nöronlara Yeniden Programlandı

Özet: Araştırmacılar, glial hücrelerin epigenetik modifikasyonlar yoluyla nöronlara nasıl yeniden programlanabileceğini keşfettiler ve bu da nörolojik bozuklukları tedavi etmek için umut sunuyor. Bu yeniden programlama, transkripsiyon faktörü Neurogenin2 ve kromatini yeniden programlamaya açan yeni tanımlanmış protein YingYang1 dahil olmak üzere karmaşık moleküler mekanizmaları içerir.

Çalışma, koordineli epigenom değişikliklerinin bu süreci nasıl yönlendirdiğini ortaya koyarak, beyin hasarı ve nörodejeneratif hastalıklar için yeni tedavilerin geliştirilmesine yol açma potansiyeline sahip olduğunu gösteriyor.

Ana unsurlar:

  1. Nöronal Yeniden Programlama: Glial hücreler epigenetik modifikasyonlar yoluyla nöronlara dönüşebiliyor.
  2. Anahtar oyuncular: Neurogenin2 ve YingYang1 yeniden programlama süreci için hayati öneme sahiptir.
  3. Terapötik Potansiyel: Bu keşif beyin bozuklukları ve yaralanmaları için yeni tedavilerin önünü açabilir.

Kaynak: LÜM

LMU ve Helmholtz Münih’teki araştırmacılar, glial hücrelerin epigenetik modifikasyonlar yoluyla nöronlara nasıl yeniden programlandığını gösterdiler.

Travma, felç, epilepsi ve çeşitli nörodejeneratif hastalıklar gibi nörolojik bozukluklar sıklıkla nöronların kalıcı kaybına yol açarak beyin fonksiyonlarında önemli bozulmalara neden olur.

Mevcut tedavi seçenekleri, öncelikle kaybolan nöronları değiştirme zorluğu nedeniyle sınırlıdır. Bir hücre tipinin işlevini başka bir hücre tipine dönüştürmeyi içeren karmaşık bir prosedür olan doğrudan nöronal yeniden programlama, umut verici bir strateji sunar.

Bu glial hücreleri gösteriyor.
Ekipler ilk kez, tek bir transkripsiyon faktörü tarafından ortaya çıkarılan epigenom yeniden kablolamasının ne kadar koordineli olduğunu gösterdi. Kaynak: Neuroscience News

Hücre kültüründe ve canlı organizmalarda, glial hücreler (merkezi sinir sistemindeki nöronal olmayan hücreler) başarılı bir şekilde işlevsel nöronlara dönüştürülmüştür. Ancak, bu yeniden programlamada yer alan süreçler karmaşıktır ve daha fazla anlayış gerektirmektedir.

Bu karmaşıklık, nörobilim ve rejeneratif tıp alanındaki araştırmacılar için hem bir zorluk hem de bir motivasyon oluşturuyor.

Epigenomdaki değişiklikler

LMU’da Fizyolojik Genomik Başkanı, Helmholtz Münih’te Kök Hücre Merkezi Bölüm Başkanı ve SyNergy Mükemmeliyet Kümesi’nde araştırmacı olan Magdalena Götz liderliğindeki bir ekip ve Helmholtz Pioneer Kampüsü’nde Boyan Bonev liderliğindeki diğer ekip, glial hücrelerin tek bir transkripsiyon faktörü tarafından nöronlara dönüştürülmesinde rol oynayan moleküler mekanizmaları araştırdı. Araştırmacılar özellikle epigenomdaki küçük kimyasal değişikliklere odaklandı.

Epigenom, farklı hücrelerde farklı zamanlarda hangi genlerin aktif olduğunu kontrol etmeye yardımcı olur. Ekipler ilk kez, tek bir transkripsiyon faktörü tarafından ortaya çıkarılan epigenom yeniden kablolamasının ne kadar koordineli olduğunu gösterdi.

Araştırmacılar, epigenom profillemesinde yeni yöntemler kullanarak, yeniden programlama nörojenik transkripsiyon faktörü Neurogenin2’nin translasyon sonrası modifikasyonunun epigenetik yeniden kablolama ve nöronal yeniden programlamayı derinden etkilediğini tespit ettiler.

Ancak, transkripsiyon faktörü tek başına glial hücreleri yeniden programlamak için yeterli değildir. Araştırmacılar önemli bir keşifte, bu süreçte anahtar bir oyuncu olarak yeni bir protein, transkripsiyonel düzenleyici YingYang1’i tanımladılar. YingYang1, kromatini yeniden programlamaya açmak için gereklidir ve bu amaçla transkripsiyon faktörüyle etkileşime girer.

Götz, “Ying Yang 1 proteini astrositlerin nöronlara dönüşümünde hayati önem taşıyor” diye açıklıyor.

“Bu bulgular, glial hücrelerin nöronlara yeniden programlanmasını anlamak ve iyileştirmek açısından önemlidir ve bu sayede bizi terapötik çözümlere daha da yaklaştırmaktadır.”

Bu sinirbilim araştırma haberi hakkında

Soyut

Fare astrositlerinin doğrudan nöronal yeniden programlanması, çok ölçekli epigenom yeniden şekillenmesiyle ilişkilidir ve Yy1 gerektirir

Doğrudan nöronal yeniden programlama, lokal glial hücrelerden nöronları yenilemek için umut vadeden bir yaklaşımdır. Ancak, epigenom yeniden şekillendirme mekanizmaları ve bu süreci kolaylaştıran yardımcı faktörler belirsizdir.

Bu çalışmada, tek hücreli multiomikleri, Neurogenin2 (Ngn2) ve onun fosforilasyona dirençli formu (PmutNgn2) aracılığıyla gerçekleşen fare astrosit-nöron yeniden programlamasında üç boyutlu nükleer mimarinin ve DNA metilasyonunun genom çapında profillemesiyle birleştirdik.

Ngn2’nin dinamik güçlendirici-gen etkileşim bölgelerinde çok katmanlı kromatin yeniden şekillenmesini yönlendirdiğini gösteriyoruz. PmutNgn2 daha yüksek yeniden programlama verimliliğine yol açar ve nöronal olgunlaşma ile ilişkili epigenetik yeniden şekillenmeyi artırır.

Ancak, bağlanma bölgelerindeki veya alt akış gen aktivasyonundaki farklılıklar bu etkiyi tam olarak açıklayamaz. Bunun yerine, Ngn2 ile doğrudan etkileşim yoluyla hedef bölgelerine alınan bir transkripsiyonel yardımcı faktör olan Yy1’i tanımladık. Yy1’in silinmesi üzerine, nöronal güçlendiricilerin, genlerin ve nihayetinde yeniden programlamanın aktivasyonu, Ngn2 bağlanmasını etkilemeden bozulur.

Bu nedenle çalışmamız, pronöral faktörlerin etkileşimlerinin doğrudan nöronal yeniden programlamadaki temel rolünü vurgulamaktadır.

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/glial-cells-neurogenesis-26408/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu