پروتئین‌هایی که اسرار حافظه و یادگیری را فاش می‌کنند
به گزارش نیوزبریک، نورون‌های سیستم عصبی ما به واسطه ارسال و دریافت پیام‌های شیمیایی با یکدیگر صحبت می‌کنند. این ارتباط به واسطه پروتئین‌های غشای سلول موسوم به گیرنده‌ها ساده‌تر میشود. دانشمندان ژاپنی، یافته‌هایی در مورد پویایی گیرنده‌ها به دست آورده‌اند که می‌توانند به درک فرآیند شکل‌گیری حافظ و یادگیری کمک کنند.
تنظیم حرکت گیرنده و تعیین موقعیت آن در نورون، برای انعطاف‌پذیری سیناپسی اهمیت دارد که فرآیند مهمی در سیستم عصبی مرکزی به شمار می‌رود. نوع ویژه‌ای از گیرنده گلوتامات موسوم به "AMPAR"، تحت تاثیر چرخه ثابتی قرار می‌گیرد که طی آن به درون و بیرون غشای عصبی می‌رود. پروفسور "شیگکی کیوناکا"(Shigeki Kiyonaka)، استاد "دانشگاه ناگویا"(Nagoya University) ژاپن و سرپرست این پژوهش گفت: تنظیم دقیق این فرآیند، با یادگیری و شکل‌گیری حافظه و رشد مدارهای عصبی همراه است.
اگرچه روش‌های تجزیه و تحلیل AMPAR در دسترس هستند اما هر کدام محدودیت‌های مخصوص به خود را دارند. روش‌های بیوشیمیایی، برچسب‌گذاری پروتئین گیرنده با بیوتین را شامل می‌شوند اما این روش، به تصفیه پروتئین‌ها پس از برچسب‌گذاری نیاز دارد که مانعی برای تجزیه و تحلیل‌های کمی به شمار می‌رود.
کیوناکا ادامه داد: روش دیگر، تولید پروتئین‌های گیرنده را شامل میشود که با یک پروتئین فلورسنت برچسب‌گذاری شده‌اند اما این روش می‌تواند در روند کار تداخل ایجاد کند. این روش‌ها در بیشتر موارد بر بیان بیش از اندازه زیرمجموعه‌های هدف متکی هستند. با وجود این ممکن است که بیان بیش از اندازه یک واحد فرعی گیرنده، در فرآیند کار تداخل ایجاد کند.
پژوهشگران در این پروژه، یک عامل شیمیایی ابداع کردند که به بروز واکنش منجر میشود و به آنها امکان میدهد تا AMPAR را با کاوشگرهای شیمیایی در نورون‌های کشت شده برچسب‌گذاری کنند. این روش جدید همان گونه که کیوناکا پیش‌بینی کرده بود، ثابت کرد که بهتر از روش‌های مرسوم است و به دانشمندان امکان میدهد تا گیرنده را هم در کوتاه‌مدت و هم در بلندمدت ارزیابی کنند و پس از برچسب‌گذاری نیز به مراحل اضافی تصفیه نیاز ندارند.
پژوهشگران از پیامدهای بالقوه یافته‌های خود هیجان‌زده هستند. کیوناکا گفت: این روش می‌تواند به درک ما در مورد نقش فیزیولوژیکی و پاتوفیزیولوژیکی گیرنده گلوتامات در نورون‌ها کمک کند. همچنین این روش به نوبه خود می‌تواند به ما کمک کند تا مکانیسم مولکولی زمینه‌ساز تشکیل حافظه و روند یادگیری را درک کنیم.
این پژوهش، نگاه دقیق‌تری به فرآیندهای حافظه و یادگیری در سطح مولکولی دارد و ما را یک قدم به رمزگشایی آنها نزدیک‌تر می‌کند.
این پژوهش، در مجله "Nature Communications" به چاپ رسید.
تنظیم حرکت گیرنده و تعیین موقعیت آن در نورون، برای انعطاف‌پذیری سیناپسی اهمیت دارد که فرآیند مهمی در سیستم عصبی مرکزی به شمار می‌رود. نوع ویژه‌ای از گیرنده گلوتامات موسوم به "AMPAR"، تحت تاثیر چرخه ثابتی قرار می‌گیرد که طی آن به درون و بیرون غشای عصبی می‌رود. پروفسور "شیگکی کیوناکا"(Shigeki Kiyonaka)، استاد "دانشگاه ناگویا"(Nagoya University) ژاپن و سرپرست این پژوهش گفت: تنظیم دقیق این فرآیند، با یادگیری و شکل‌گیری حافظه و رشد مدارهای عصبی همراه است.
اگرچه روش‌های تجزیه و تحلیل AMPAR در دسترس هستند اما هر کدام محدودیت‌های مخصوص به خود را دارند. روش‌های بیوشیمیایی، برچسب‌گذاری پروتئین گیرنده با بیوتین را شامل می‌شوند اما این روش، به تصفیه پروتئین‌ها پس از برچسب‌گذاری نیاز دارد که مانعی برای تجزیه و تحلیل‌های کمی به شمار می‌رود.
کیوناکا ادامه داد: روش دیگر، تولید پروتئین‌های گیرنده را شامل میشود که با یک پروتئین فلورسنت برچسب‌گذاری شده‌اند اما این روش می‌تواند در روند کار تداخل ایجاد کند. این روش‌ها در بیشتر موارد بر بیان بیش از اندازه زیرمجموعه‌های هدف متکی هستند. با وجود این ممکن است که بیان بیش از اندازه یک واحد فرعی گیرنده، در فرآیند کار تداخل ایجاد کند.
پژوهشگران در این پروژه، یک عامل شیمیایی ابداع کردند که به بروز واکنش منجر میشود و به آنها امکان میدهد تا AMPAR را با کاوشگرهای شیمیایی در نورون‌های کشت شده برچسب‌گذاری کنند. این روش جدید همان گونه که کیوناکا پیش‌بینی کرده بود، ثابت کرد که بهتر از روش‌های مرسوم است و به دانشمندان امکان میدهد تا گیرنده را هم در کوتاه‌مدت و هم در بلندمدت ارزیابی کنند و پس از برچسب‌گذاری نیز به مراحل اضافی تصفیه نیاز ندارند.
پژوهشگران از پیامدهای بالقوه یافته‌های خود هیجان‌زده هستند. کیوناکا گفت: این روش می‌تواند به درک ما در مورد نقش فیزیولوژیکی و پاتوفیزیولوژیکی گیرنده گلوتامات در نورون‌ها کمک کند. همچنین این روش به نوبه خود می‌تواند به ما کمک کند تا مکانیسم مولکولی زمینه‌ساز تشکیل حافظه و روند یادگیری را درک کنیم.
این پژوهش، نگاه دقیق‌تری به فرآیندهای حافظه و یادگیری در سطح مولکولی دارد و ما را یک قدم به رمزگشایی آنها نزدیک‌تر می‌کند.
این پژوهش، در مجله "Nature Communications" به چاپ رسید.
مرجع : خبرگزاری ایسنا
