ALTIN 486,37
DOLAR 8,3616
EURO 9,9348
BIST 1.400
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 36 °C
Sıcak

Beyin Hücreleri Anılar Oluşturmak İçin DNA’larını Açarlar – DNA Çift Sargılı Kırılmaların Kapsamı “Şaşırtıcı ve Endişe Vericidir”

22.07.2021
17
Beyin Hücreleri Anılar Oluşturmak İçin DNA’larını Açarlar – DNA Çift Sargılı Kırılmaların Kapsamı “Şaşırtıcı ve Endişe Vericidir”

Anıların kodlanması ve depolanması için gerekli genlere erişim sağlamak için beyin hücreleri, DNA’larını açarak her iki ipliği de kırar. Yeni bir çalışma, bunun daha önce fark edilenden daha yaygın olduğunu ve sadece nöronlarda değil, diğer destekleyici hücre tiplerinde de meydana geldiğini ortaya koyuyor.

Yeni bir çalışma gösteriyor ki, beyin hücreleri öğrenme ve hafıza genlerini hızlı bir şekilde ifade etmek için DNA’nın her iki zincirini de daha önce fark edilenden çok daha fazla yerde ve hücre tipinde tutturuyor.

Tehlikeli bir deneyimi hatırlamanın aciliyeti, beynin bir dizi potansiyel olarak tehlikeli hareket yapmasını gerektirir: Nöronlar ve diğer beyin hücreleri, DNA’larını çok sayıda yerde açarlar. daha önce gerçekleştirilmiş, yeni bir araştırmaya göre – bellek depolama mekanizmaları için genetik talimatlara hızlı erişim sağlamak için.

Araştırmanın kıdemli yazarı Li-Huei Tsai, MIT’de Picower Nörobilim Profesörü ve Picower Öğrenme ve Hafıza Enstitüsü’nün direktörü Li-Huei Tsai, bu DNA çift sarmal kopmalarının (DSB’ler) birden fazla kilit beyin bölgesindeki kapsamının şaşırtıcı ve endişe verici olduğunu söylüyor. kırıklar rutin olarak onarılır, bu süreç yaşla birlikte daha kusurlu ve kırılgan hale gelebilir. Tsai’nin laboratuvarı, kalıcı DSB’lerin nörodejenerasyon ve bilişsel gerileme ile ilişkili olduğunu göstermiştir. onarım mekanizmaları bozulabilir.

Aynı zamanda Bölümde profesör olan Tsai, “Bu doğal aktivitenin hafıza oluşumu üzerine beyinde tam olarak ne kadar yaygın ve kapsamlı olduğunu anlamak istedik çünkü bu bize genomik dengesizliğin yolun aşağısındaki beyin sağlığını nasıl baltalayabileceğine dair fikir verebilir” diyor. Beyin ve Bilişsel Bilimler Bölümü’nden ve MIT’nin Yaşlanan Beyin Girişimi’nin lideri. “Açıkçası, hafıza oluşumu sağlıklı beyin fonksiyonu için acil bir önceliktir, ancak çeşitli beyin hücrelerinin genleri hızlı bir şekilde ifade etmek için birçok yerde DNA’larını kırdığını gösteren bu yeni sonuçlar hala çarpıcı.”

Molaları izleme

2015 yılında, Tsai’nin laboratuvarı, nöronal aktivitenin DSB’lere neden olduğunun ve hızlı gen ekspresyonunu indüklediğinin ilk gösterimini sağladı. Ancak, çoğunlukla nöronların laboratuvar hazırlıklarında yapılan bu bulgular, hareket eden bir hayvanda hafıza oluşumu bağlamında aktivitenin tam kapsamını yakalamadı ve nöronlar dışındaki hücrelerde ne olduğunu araştırmadı.

1 Temmuz 2021’de yayınlanan yeni çalışmada, PLOS BİR, baş yazar ve eski yüksek lisans öğrencisi Ryan Stott ve ortak yazar ve eski araştırma teknisyeni Oleg Kritsky, öğrenme ve hafızadaki DSB etkinliğinin tüm manzarasını araştırmaya çalıştı. Bunu yapmak için, bir kutuya girdiklerinde farelerin ayaklarına küçük elektrik zapları verdiler, bu bağlamın bir korku anısını şartlandırdılar. Daha sonra, sonraki yarım saat boyunca farelerin beyinlerindeki DSB’leri ve gen ekspresyonunu değerlendirmek için çeşitli yöntemler kullandılar, özellikle de koşullu korku anılarının oluşumu ve depolanması için gerekli olan iki bölge olan prefrontal korteks ve hipokampustaki çeşitli hücre tipleri arasında. . Ayrıca karşılaştırma için bir temel aktivite oluşturmak için ayak şoku yaşamayan farelerin beyinlerinde ölçümler yaptılar.

Bir korku hafızasının yaratılması, hipokampus ve prefrontal korteksteki nöronlar arasındaki DSB’lerin sayısını iki katına çıkardı ve her bölgede 300’den fazla geni etkiledi. Her iki bölgede de ortak olan etkilenen 206 gen arasında, araştırmacılar bu genlerin ne yaptığına baktılar. Birçoğu, nöronların sinaps adı verilen birbirleriyle yaptıkları bağlantıların işleviyle ilişkilendirildi. Bu mantıklı çünkü öğrenme, nöronlar bağlantılarını değiştirdiğinde (“sinaptik plastisite” olarak adlandırılan bir fenomen) ortaya çıkar ve nöron grupları, engram adı verilen topluluklar halinde bir araya geldiğinde anılar oluşur.

Yazarlar, çalışmada, “Nöron fonksiyonu ve hafıza oluşumu için gerekli olan birçok gen ve kültürlenmiş nöronlarda önceki gözlemlere dayanarak beklenenden önemli ölçüde daha fazlası … potansiyel olarak DSB oluşumunun sıcak noktalarıdır” diye yazdı.

Başka bir analizde, araştırmacılar, RNA ölçümleri yoluyla, DSB’lerdeki artışın, ayak şokuna maruz kaldıktan 10-30 dakika sonra, sinaps işlevini etkileyenler de dahil olmak üzere, etkilenen genlerin artan transkripsiyon ve ekspresyonu ile gerçekten yakından ilişkili olduğunu doğruladılar.

“Genel olarak, transkripsiyonel değişikliklerin daha güçlü bir şekilde ilişkili olduğunu görüyoruz. [DSBs] beyinde beklenenden daha fazla” yazdılar. “Daha önce 20 gen ile ilişkili gözlemledik [DSB] kültürlenmiş nöronların uyarılmasını takiben lokuslar, hipokampus ve prefrontal kortekste ise 100-150’den fazla gen ilişkili görüyoruz. [DSB] transkripsiyonel olarak indüklenen lokuslar.”

Stresle takılmak

Gen ifadesinin analizinde, sinirbilimciler sadece nöronlara değil, aynı zamanda nöronal olmayan beyin hücrelerine veya gliaya da baktılar ve korku koşullandırmasından sonra yüzlerce genin ifadesinde değişiklikler gösterdiklerini buldular. Astrositler olarak adlandırılan Glia’nın, örneğin korku öğrenmede yer aldığı biliniyor ve korku koşullandırmasından sonra önemli DSB ve gen ekspresyonu değişiklikleri gösterdiler.

Glia’daki korku koşullandırmayla ilişkili DSB’lerle ilişkili genlerin en önemli işlevleri arasında hormonlara tepki vardı. Bu nedenle araştırmacılar, hangi hormonların özellikle dahil olabileceğini araştırdı ve strese yanıt olarak salgılanan glutokortokoitler olduğunu keşfetti. Tabii ki, çalışma verileri, glia’da, korku koşullandırmasının ardından meydana gelen DSB’lerin çoğunun, glutokortokoid reseptörlerle ilgili genomik bölgelerde meydana geldiğini gösterdi. Diğer testler, bu hormon reseptörlerini doğrudan uyarmanın, koşullandırmadan korkan aynı DSB’leri tetikleyebileceğini ve alıcıları bloke etmenin, korku koşullandırmasından sonra anahtar genlerin transkripsiyonunu önleyebileceğini ortaya koydu.

Tsai, glia’nın korku koşullandırmasından anıları oluşturmaya çok derinden dahil olduğu bulgusunun yeni çalışmanın önemli bir sürprizi olduğunu söylüyor.

“Glia’nın glutokortikoidlere güçlü bir transkripsiyonel yanıt oluşturma yeteneği, glia’nın strese yanıtta ve öğrenme sırasında beyin üzerindeki etkisinde daha önce takdir edilenden çok daha büyük bir rolü olabileceğini düşündürmektedir” diye yazdı ve yazarları.

Hasar ve tehlike?

Yazarlar, korku anılarını oluşturmak ve depolamak için gerekli olan DSB’lerin daha sonraki beyin sağlığı için bir tehdit oluşturduğunu kanıtlamak için daha fazla araştırma yapılması gerekecek, ancak yazarlar, yeni çalışmanın yalnızca durumun olabileceğine dair kanıtlara katkıda bulunduğunu söylüyor.

“Genel olarak, nöronal ve glial işlevler için önemli olan genlerde DSB’lerin bölgelerini belirledik, bu da beyin aktivitesinin bir parçası olarak üretilen bu tekrarlayan DNA kırılmalarının DNA onarımının bozulmasının, beyinde yaşlanmaya ve hastalığa katkıda bulunan genomik kararsızlığa neden olabileceğini düşündürmektedir, ” yazdılar.

Referans: Ryan T. Stott, Oleg Kritsky ve Li-Huei Tsai, 1 Temmuz 2021, “Bağlamsal korku öğrenimine yanıt olarak DNA kırılma bölgelerinin profillenmesi ve transkripsiyonel değişiklikler”, PLOS BİR.
DOI: 10.1371 / dergi.pone.0249691

Ulusal Sağlık Enstitüleri, Glenn Tıbbi Araştırma Vakfı ve JPB Vakfı, araştırma için fon sağladı.

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.