Genetik

Hafıza “Tutkalının” Keşfi Yaşam Boyu Hatırlamayı Açıklıyor

Özet: Yeni bir çalışma, KIBRA molekülünün uzun süreli hafıza oluşturmadaki rolünü ortaya koyuyor. Araştırmacılar, KIBRA’nın hafıza tutma için çok önemli olan sinapsları güçlendirmek ve stabilize etmek için PKMzeta enzimine bağlanan bir “tutkal” gibi davrandığını buldu.

Bu keşif, hafızayla ilgili durumlar için yeni tedavilere yol açabilir. Bulgular, hafıza depolama mekanizmaları hakkında uzun süredir var olan bir hipotezi doğruluyor.

Ana unsurlar:

  1. KIBRA’nın Rolü: Uzun süreli hafıza oluşumu için moleküler bir “yapıştırıcı” görevi görür.
  2. Bellek Stabilizasyonu: KIBRA, sinapsları güçlendirmek için PKMzeta’ya bağlanır.
  3. Klinik Potansiyel: Bellekle ilgili bozuklukların tedavilerine ışık tutabilir.

Kaynak: NYU

İster bir hayvanat bahçesine ilk ziyaretimiz olsun, ister bisiklete binmeyi öğrendiğimiz zaman olsun, çocukluğumuzdan yetişkin yıllarımıza kadar sakladığımız anılarımız var. Ama bunu açıklayan şey nedir? Nasıl Bu anılar neredeyse tüm ömür boyunca mı sürüyor?

Dergide yeni bir çalışma Bilim İlerliyorUluslararası araştırmacılardan oluşan bir ekip tarafından yürütülen araştırma, uzun süreli anıların biyolojik bir açıklamasını ortaya çıkardı. Diğer moleküllere “yapıştırıcı” görevi gören ve böylece hafıza oluşumunu sağlamlaştıran KIBRA molekülünün rolünün keşfedilmesine odaklanıyor.

New York Üniversitesi’nde sinir bilimi profesörü ve çalışmanın baş araştırmacılarından biri olan André Fenton şöyle açıklıyor: “Moleküllerin uzun süreli hafızayı nasıl depoladığını anlamaya yönelik önceki çabalar, tek moleküllerin bireysel eylemlerine odaklanıyordu.”

Bu, eski nesnelerle çevrili bir beyni gösterir.
Daha spesifik olarak, Science Advances makalesindeki deneyleri, KIBRA-PKMzeta bağını kırmanın eski hafızayı sildiğini gösteriyor. Kaynak: Neuroscience News

“Çalışmamız, kalıcı hafıza depolamayı sağlamak için birlikte nasıl çalıştıklarını gösteriyor.”

SUNY Downstate Sağlık Bilimleri Üniversitesi’nde profesör ve çalışmanın baş araştırmacılarından biri olan Todd Sacktor, “Anılarımızı nasıl sakladığımızın daha sağlam bir şekilde anlaşılması, gelecekte hafızayla ilgili rahatsızlıkların aydınlatılmasına ve ele alınmasına yönelik çabalara rehberlik edecektir” diye ekliyor.

Nöronların, sinir ağlarının bağlantısını ve işlevini belirleyen, güçlü sinapslar ve zayıf sinapsların modeli olarak bilgiyi hafızada depoladığı uzun zamandır bilinmektedir.

Bununla birlikte, sinapslardaki moleküller kararsızdır, nöronların içinde sürekli olarak hareket eder, saatler ya da günler içinde yıpranır ve yenilenirler; bu da şu soruyu gündeme getirir: O halde anılar nasıl yıllarca, onyıllarca sabit kalabilir?

Laboratuvar fareleri kullanılarak yapılan bir çalışmada bilim insanları, insan genetik varyantları hem iyi hem de zayıf hafızayla ilişkili olan KIBRA’nın veya böbrek ve beyinde eksprese edilen proteinin rolüne odaklandı.

KIBRA’nın hafıza oluşumu için önemli olan diğer moleküllerle etkileşimlerine odaklandılar – bu durumda protein kinaz Mzeta (PKMzeta). Bu enzim, bilinen normal memeli sinapslarını güçlendirmek için en önemli moleküldür, ancak birkaç gün sonra bozulur.

Deneyler, KIBRA’nın uzun süreli hafızadaki “kayıp halka” olduğunu, güçlü sinapslara ve PKMzeta’ya yapışırken zayıf sinapslardan kaçınan “kalıcı sinaptik etiket” veya yapıştırıcı görevi gördüğünü ortaya koyuyor.

SUNY Downstate’de fizyoloji, farmakoloji, anesteziyoloji ve nöroloji profesörü Sacktor şöyle açıklıyor: “Hafıza oluşumu sırasında, oluşumda yer alan sinapslar etkinleştirilir ve KIBRA bu sinapslarda seçici olarak konumlandırılır.”

“PKMzeta daha sonra KIBRA-sinaptik etiketine bağlanıyor ve bu sinapsları güçlü tutuyor. Bu, sinapsların yeni yapılmış KIBRA’ya yapışmasına ve daha fazla yeni yapılmış PKMzeta’nın çekilmesine olanak tanıyor.”

Daha spesifik olarak, deneyleri Bilim İlerliyor kağıt gösteriyor ki son Dakika KIBRA-PKMzeta bağı eski hafızayı siler. Önceki çalışma, beyindeki PKMzeta’nın rastgele arttığını göstermişti. geliştirir Zayıf veya silik anılar, tam tersini yaparak rastgele yerlerde hareket etmesi gerektiği için gizemliydi, ancak KIBRA’nın kalıcı sinaptik etiketlemesi, ek PKMzeta’nın yalnızca KIBRA etiketli yerlerde hareket ederek hafızayı güçlendirmesinin nedenini açıklıyor.

Aynı zamanda NYU Langone Tıp Merkezi Nörobilim Enstitüsü’nde öğretim üyesi olan Fenton, “Kalıcı sinaptik etiketleme mekanizması, nörolojik ve psikiyatrik hafıza bozukluklarıyla klinik olarak ilişkili olan bu sonuçları ilk kez açıklıyor” diyor.

Makalenin yazarları, araştırmanın Francis Crick tarafından 1984’te ortaya atılan bir kavramı doğruladığını belirtiyor. Sacktor ve Fenton, Crick’in, sürekli hücresel ve moleküler değişimlere rağmen beynin hafıza depolamadaki rolünü açıklamak için önerdiği hipotezin, Theseus’un Gemisi mekanizması olduğunu ve bu mekanizmanın, Theseus’un Gemisi’ni yıllarca korumak için eski tahtaların yerine yeni tahtaların yerleştirildiği Yunan mitolojisinden kaynaklanan felsefi bir argümandan ödünç alındığını belirtiyor.

Sacktor, “Bulduğumuz kalıcı sinaptik etiketleme mekanizması, Theseus’un Gemisi’nin nesiller boyu varlığını sürdürmesi için yeni tahtaların eski tahtaların yerini almasına ve proteinler yenilenirken bile anıların yıllarca sürmesine olanak tanımasına benziyor” diyor.

“Francis Crick, Theseus’un Gemisi mekanizmasını sezdi ve hatta bir protein kinazın rolünü tahmin etti. Ancak bileşenlerin KIBRA ve PKMzeta olduğunu keşfetmek ve etkileşimlerinin mekanizmasını çözmek 40 yıl sürdü.”

Çalışmaya Kanada’daki McGill Üniversitesi, Almanya’daki Münster Üniversitesi Hastanesi ve Houston’daki Teksas Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden araştırmacılar da katıldı.

Finansman: Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri (R37 MH057068, R01 MH115304, R01 NS105472, R01 MH132204, R01 NS108190), Kanada Discovery Doğa Bilimleri ve Mühendislik Araştırma Konseyi (203523) ve Garry ve Sarah S. Sklar Fonu.

Bu genetik ve hafıza araştırmaları haberi hakkında

Soyut

PKMζ’nın eylemini sabitleyen KIBRA, hafızanın kalıcılığını korur

Kısa ömürlü moleküller, uzun vadeli hafızayı sürdürmek için aktif sinapsların güçlenmesini seçici olarak nasıl koruyabilir?

Burada, genetik olarak insan hafıza performansına bağlı bir postsinaptik iskele proteini olan böbrek ve beyinde eksprese edilen adaptör proteini (KIBRA), protein kinaz Mzeta (PKMζ) ile kompleksler buluyoruz ve kinazın geç faz uzun vadeli güçlenmesini (geç) sürdürmek için güçlendirici etkisini sabitliyor. -LTP) aktive edilmiş sinapslarda.

KIBRA-PKMζ dimerizasyonunun yapısal olarak farklı iki antagonisti, yerleşik geç LTP’yi ve uzun vadeli uzaysal hafızayı bozar, ancak ikisi de bazal sinaptik iletimi ölçülebilir şekilde etkilemez.

Hiçbir antagonist, ζ-nakavt farelerde telafi edici PKC’ler tarafından korunan PKMζ’den bağımsız LTP’yi veya hafızayı etkilemez; bu nedenle, her iki ajan da etki gösterebilmek için PKMζ’ye ihtiyaç duyar. KIBRA-PKMζ kompleksleri, PKMζ dönüşümüne rağmen 1 aylık hafızayı korur.

Bu nedenle, geç LTP’yi ve uzun süreli hafızayı koruyan tek başına PKMζ ya da tek başına KIBRA değildir; ikisi arasındaki sürekli etkileşimdir.

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/genetics-memory-recall-26377/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu