Genetik

Dokunaklı Bulgular: Elkin1 Duyusal Algının Anahtarıdır

Özet: Araştırmacılar, dokunma algısı için çok önemli görünen yeni bir iyon kanalı olan Elkin1’i keşfettiler. Bu bulgu, dokunmanın moleküler temelinin anlaşılmasında önemli bir ilerlemeye işaret ediyor.

Bu keşif Piezo2’nin bilinen rolünü tamamlıyor ve her iki iyon kanalının birlikte çalışarak mekanik uyarıları beyin için elektrik sinyallerine dönüştürdüğü karmaşık bir sistemi akla getiriyor.

Elkin1’den yoksun genetiği değiştirilmiş farelerle yapılan deneyler, dokunma duyarlılığında belirgin bir azalma gösterirken, insan duyusal nöronları üzerinde yapılan çalışmalar, Elkin1’in insan dokunma algısında da önemini ima ediyor. Bu buluş yalnızca duyusal bilime dair kavrayışımızı derinleştirmekle kalmıyor, aynı zamanda Elkin1’i hedef alarak kronik ağrının tedavisinde yeni yollar açıyor.

Ana unsurlar:

  1. Elkin’in Keşfi1: Mekanik uyarıları algılamak için Piezo2’nin yanı sıra gelişmiş bir mekanizmayı öne çıkaran, dokunma algısı için kritik önem taşıyan yeni bir iyon kanalı.
  2. Farelerde Azaltılmış Dokunma Hassasiyeti: Elkin1 içermeyen genetiği değiştirilmiş fareler, hafif dokunmaya karşı belirgin bir duyarsızlık gösterdi; bu da proteinin dokunma hissindeki rolünün altını çizdi.
  3. Potansiyel İnsan Etkisi: İlk bulgular, Elkin1’in insan dokunma algısındaki rolünü öne sürüyor ve türler arasındaki evrensel önemine işaret ediyor.

Kaynak: Helmholtz

Her sarılma, her el sıkışma, her hünerli hareket, dokunma algısını harekete geçirir ve gerektirir. Bu nedenle dokunmanın moleküler temelini anlamak önemlidir.

Somatik Duyusunun Moleküler Fizyolojisi başkanı Profesör Gary Lewin, “Şimdiye kadar iyon kanalının (Piezo2) dokunma algısı için gerekli olduğunu biliyorduk, ancak bu proteinin tek başına dokunma duyusunun tamamını açıklayamayacağı açıktı” diyor. Max Delbrück Merkezi’ndeki laboratuvar.

Bu, ellerin birbirine dokunduğunu gösterir.
Araştırmacılar, normal sinyal iletimi sırasında Elkin1 ve Piezo2’nin dokunma algısında rol paylaştığını varsayıyorlar. Kredi: Nörobilim Haberleri

Lewin 20 yılı aşkın bir süredir dokunma hissinin moleküler temelini araştırıyor. Kendisi ve ekibi artık Elkin1 adında, dokunma algısında hayati bir rol oynayan yeni bir iyon kanalı keşfetti.

Bu yalnızca dokunma algısında yer alan ikinci iyon kanalıdır. Proteinin, hafif dokunma gibi mekanik bir uyaranın elektrik sinyaline dönüştürülmesinde doğrudan rol oynaması muhtemeldir. Elkin1 mevcut olduğunda, derideki reseptörler dokunma sinyallerini sinir lifleri yoluyla merkezi sinir sistemine ve beyne iletebilir.

Araştırmacılar bulgularını dergide yayınladılar Bilim.

Lewin’in ekibi birkaç yıl önce kötü huylu bir melanom hücre dizisini araştırırken Elkin1’e rastladı. Araştırmacılar, proteinin bu oldukça hareketli kanser hücrelerinin mekanik kuvvetlerini algılamak için gerekli olduğunu bulmuşlardı.

Lewin, “Şimdi aynı proteinin dokunma hissinde de rol oynayıp oynamadığını belirlemek istedik” diyor.

Elkin1 eksikliği dokunma hassasiyetini azaltır

Araştırmacılar, Elkin1 geninden yoksun genetiği değiştirilmiş fareler yetiştirdiler. Daha sonra pamuklu bir çubuğu kemirgenlerin arka pençelerine hafifçe fırçalamayı içeren basit davranış deneyleri gerçekleştirdiler.

Lewin, “Genellikle normal fareler pamuklu çubuklara %90 oranında tepki verir” diyor. “Buna karşılık, Elkin1’den yoksun fareler yalnızca zamanın yarısında tepki gösterdi, bu da dokunmaya karşı duyarsızlığa işaret ediyor”. Daha da önemlisi, kemirgenlerin sıcaklık gibi mekanik olmayan uyaranlara tepkisi etkilenmedi.

Nöron düzeyinde, Lewin’in ekibinden bir bilim adamı olan Dr. Sampurna Chakrabarti, nöron zarının dürtülmesine yanıt olarak duyu nöronlarının elektriksel aktivitesini kaydetmek için yama kelepçesi yöntemini kullandı.

Chakrabarti, “Elkin1’in bulunmadığı genetik olarak değiştirilmiş farelerdeki nöronların yaklaşık yarısı, mekanik uyaranlara yanıt vermedi ve hiçbir sinyal iletimi gerçekleşmedi” diyor.

Daha sonraki deneyler, sinyallerin deriden omuriliğe ve beyne yolculuğunun ilk ayağında, nöronun deride sonlanan reseptöründen aktarılan hiçbir sinyalin olmadığını doğruladı.

Ayrıca, Wollongong Üniversitesi’ndeki Profesör Mirella Dottori’nin laboratuvarındaki Avustralyalı işbirlikçileri, kök hücrelerden elde edilen bir petri kabında yetiştirilen insan duyusal nöronlarında dokunma iletimi için Elkin1’in gerekli olup olmadığını test etti. Bulgular aynı zamanda Elkin1’in insan dokunma algısında önemli bir rol oynayabileceğini de güçlü bir şekilde ortaya koyuyor.

Araştırmacılar, normal sinyal iletimi sırasında Elkin1 ve Piezo2’nin dokunma algısında rol paylaştığını varsayıyorlar. Ayrıca Elkin1’in ağrılı mekanik uyaranların iletilmesinde rol oynayabileceğine dair kanıtlar da buldular.

Lewin, “Eğer durumun böyle olduğu doğrulanırsa, yalnızca normal dokunma algısında vazgeçilmez bir role sahip ikinci bir iyon kanalını değil, aynı zamanda kronik ağrının tedavisi için yeni bir potansiyel hedefi de tanımlamış olacağız” diyor.

Bu genetik ve duyusal algı araştırması haberleri hakkında

Soyut

Dokunma hissi, mekanik olarak kapılanan iyon kanalı Elkin1’i gerektirir

Dokunma algısı, mekanik olarak etkinleştirilen iyon kanalları tarafından etkinleştirilir; bu kanalların açılması, duyuyu başlatmak için kutanöz duyu uçlarını harekete geçirir.

Bu çalışmada ELKIN1’i, farelerde normal dokunma hassasiyeti için gerekli olan, muhtemelen mekanik kuvvetle kapılanan bir iyon kanalı olarak tanımladık.

Dokunma duyarsızlığı Elkin1−/− farelerde, hafif dokunuşla etkinleştirilen tüm duyu nöronlarının (düşük eşikli mekanoreseptörler) yaklaşık yarısında mekanik olarak etkinleştirilen akımların (MA akımları) kaybından kaynaklandı. Yeniden tanıtılması Elkin1 duyu nöronlarına Elkin1−/− fareler MA akımlarını geri getirdi.

Ek olarak, küçük müdahaleci RNA aracılı yıkım ELKIN1 indüklenen insan duyu nöronlarından elde edilen veriler, girinti kaynaklı MA akımlarını önemli ölçüde azalttı ve bu, ELKIN1’in insan dokunuşunda korunmuş bir rolünü destekledi.

Verilerimiz ELKIN1’i farelerde ve potansiyel olarak insanlarda dokunma iletiminin temel bileşeni olarak tanımlıyor.

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/elkin1-touch-perception-25680/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu