Dolar 9,2934
Euro 10,8291
Altın 531,11
BİST 1.426
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 17 °C
Çok Bulutlu

Bilim adamları, moleküler yapı taşlarıyla beyin hesaplamasının atomik ayrıntılarını çözmenin bir yolunu buldular

20.11.2020
306
Bilim adamları, moleküler yapı taşlarıyla beyin hesaplamasının atomik ayrıntılarını çözmenin bir yolunu buldular

Sinapslar, öğrenme ve hafızanın gerçekleştiği özel cihazlardır. Sinaptik sinyallerin verimli iletimi, sinapsların hassas yapısına ve karmaşık moleküler bileşimine dayanır.

Bununla birlikte, sinapsların küçük boyutu (birkaç yüz nanometre çapında) ve heterojen doğası, sinapsların içindeki moleküllerin doğrudan gözlemlenmesinde önemli zorluklar ortaya çıkarmaktadır.

Yerinde kriyo-elektron tomografisi için önerilen işleme tekniğine dayanarak, Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden (USTC) ve Çin Bilimler Akademisi’nin (CAS) Shenzhen İleri Teknoloji Enstitüleri’nden (SIAT) araştırmacılar, gözlemleyen ilk bilim adamları oldu bireysel GABA A reseptörleri ve bunların sinaptik membrandaki organizasyonu, beynin bilgi işleme yeteneğini kazandırır.

USTC’den ve çalışmanın ortak ilk yazarı, şimdi SIAT’ta araştırmacı yardımcı, Doktora sonrası araştırma görevlisi TAO Changlu, “Bu çalışmanın ilerlemesi, hücreleri doğal durumlarda koruyan ve süper çözünürlüklü optik mikroskopiye kıyasla daha yüksek çözünürlük sırasına sahip bir yöntem olan in situ kriyo-elektron mikroskobundan geliyor” dedi.

Bu görüntü işleme tekniği, membran proteinlerini hücresel bağlamlarında otomatik olarak konumlandırabilir. USTC’den yüksek lisans öğrencisi ve çalışmanın eş-ilk yazarı, şimdi UCLA’da doktora sonrası araştırmacı olan LIU Yuntao, “Postsinaptik membrandaki her reseptörü tespit ettiğimizden emin olmak için, sinaptik membranı yüksek hızda örnekledik ve örneklenen tüm 3D görüntüleri şablon olmadan sınıflandırdık” dedi. “Gözlemimizi doğrulamak için presinaptik zarı örnekleyen negatif kontrolü bile kullandık.”

Reseptörler tespit edildikten sonra, araştırmacılar aniden reseptörlerin zar üzerinde rastgele dağılmadıklarını fark ettiler: birbirlerinden aynı 11 nm’lik “sosyal mesafeyi” koruma eğilimindeler. Şaşırtıcı bir şekilde, reseptörler mesafe ile kısıtlanmış olsalar bile serbestçe dönebilirler.

USTC’de nörobilim profesörü ve makalenin kıdemli yazarı BI Guoqiang, “Reseptörler arasındaki sosyal uzaklık, iskele molekülü – gefirinler ile olan etkileşimlerinden kaynaklanabilir” dedi.

Grafik, inhibe edici sinapsın yakın bir görüntüsünü 3D olarak göstermektedir. Katkı Sağlayanlar: TAO Changlu, LIU Yuntao ve BI Guoqiang; Görsel tasarım: WANG Guoyan, MA Yanbing

İskele molekülleri, membran üzerindeki GABA A reseptörlerini desteklemek ve düzenlemek için 5 nm kalınlığında bir yoğunluk tabakası oluşturur. Birlikte, “mezofazik montaj” adı verilen emici yarı sıralı bir yapı oluştururlar.

Mezofazik bir durum, sıvı ve katı arasındadır; bu, reseptörler ve bunların iskele molekülleri arasındaki çok değerlikli etkileşimle indüklenebilir ve nörotransmiterler içeren kolayca salınabilir vezikülleri çekebilir. İnhibitör sinapslar, GABA A reseptörlerini böylesine düşük entropili Goldilocks durumunda düzenleyerek bilgiyi depolayabilir.

Bu yarı sıralı yapı, GABA A reseptörlerinin ve gephyrinlerin daha önce önerilen altıgen kafes organizasyonundan farklıdır. Özellikle, her sinaps, süper çözünürlüklü optik mikroskopi ile uyarıcı sinapslarda gözlemlendiği gibi çoklu nano alanlardan ziyade bir mezofazik grup içerme eğilimindedir.

UCLA’daki California NanoSystems Enstitüsü NanoMachines Elektron Görüntüleme Merkezi direktörü ZHOU Hong, “Bu çalışma, inhibe edici sinaptik reseptörlerde ilk nanometre çözünürlüklü gözlemi ve beynin atomik ayrıntılarını çözmeye yönelik kritik bir adımı temsil ediyor,” dedi.

Bu çalışma Nature Neuroscience dergisinde yayınlandı.

Referans: Yun-Tao Liu, Chang-Lu Tao, Xiaokang Zhang, Wenjun Xia, Dong-Qing Shi, Lei Qi, Cheng Xu, Rong Sun, Xiao-Wei Li, “Hipokampal inhibitör sinapslarda GABA A reseptörlerinin mezofazik organizasyonu” Pak-Ming Lau, Z. Hong Zhou ve Guo-Qiang Bi, 2 Kasım 2020, Nature Neuroscience.

Finansman: Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı, Çin Bilimler Akademisi, Çin Ulusal Anahtar Ar-Ge Programı. Tao, Çin Doktora Sonrası Bilim Vakfı ve Ulusal Sağlık Enstitüleri Anhui Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı tarafından desteklenmiştir.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.