نوع سلول و محیط پروتئین در مغز تاثیر می گذارد

دانشمندان نشان داده اند که مولکول های پروتئینی در مغز، با توجه به جایی که در مغز هستند، با نرخ های متفاوت جایگزین می شوند.

این مطالعه که در eLife منتشر شده ، بینش های ضروری را در مورد چگونگی تغییر اجزاء سلول های مختلف مغز ارائه می دهد. این نوع تغییرات ممکن است در توانایی های ما برای یادگیری و ایجاد خاطرات بسیار مهم باشد، به خصوص به این دلیل که پروتئین ها نقش مهمی در این فرایندها دارند.

پروتئین ها موتورهای مکانیکی سلول هستند و بسیاری از توابع ضروری را انجام می دهند. “گردش” پروتئین ها در یک سلول متعادل است با اینکه پروتئین تولید می شود و چقدر شکسته می شود. در شرایط عادی، این گردش مداوم است و تضمین می کند که پروتئین های آسیب دیده را می توان حذف کرد و جایگزین آن ها شد. همچنین به یک سلول توانایی تغییر پروتئوم کل خود را می دهد تمام پروتئین هایی که در آن وجود دارد، برای پاسخ سریع به سیگنالهای داخلی و خارجی مانند هورمونها و یا امواج الکتریکی می باشد.

جابجایی پروتئین تضمین می کند که سیناپس ها و ساختارهایی که باعث می شود یک اثر الکتریکی یا شیمیایی از یک سلول عصبی به دیگری انعطاف پذیر باقی بماند. این پدیده، به نام “پلاستیک سیناپسی”، برای حفظ توانایی مغز برای ایجاد شبکه های عصبی جدید مهم است که به نوبه خود ما را قادر به ایجاد خاطرات جدید و یادگیری رفتار و مهارت های جدید می کند.

“شناخته شده است که پروتئین ها می توانند میزان گردش بسیار متفاوت را در بافت های مختلف یا انواع مختلف سلول های یک ارگانیزم نشان دهند، اما در مورد تغییرات پروتئین در تعداد سلول های مختلف مغز و اینکه چگونه آنها بر یکدیگر تاثیر می گذارند، کم است” نویسنده آلیان دروبرام، دانشجوی کارشناسی ارشد موسسه ماکس پلانک برای تحقیقات مغز، آلمان است.

برای حل این مسئله، تیم برای رشد نیمه عمر پروتئین، سلول ها را از ناحیه هیپوکامپ مغز استخراج کرده و از اسید آمینه ایزوتوپیک (بلوک های ساختاری پروتئین ها) استفاده می کند. این اندازه گیری شده است که چگونه به سرعت پروتئین های برچسب شده سنگین در سلول ها به عنوان پروتئین ساخته می شوند و سرعت پروتئین های طبیعی نور به گونه ای که آنها شکسته شدند ناپدید شد. این تیم برای نیمه عمر اندازه گیری شده برای بیش از 5300 گروه پروتئین از انواع مختلف سلول های عصبی که شامل مخلوطی از نورون ها و سلول های گلایس (که حمایت و ایجاد عایق بین نورون ها) را به دست آورد. تمام نمونه ها حاوی هر دو سلول های نورونی و گلای، اما در نسبت های مختلف می باشد.

آنها نیمه عمر متنوعی یافتند که کمتر از یک روز (گردش سریع) تا بیش از 20 روز (گردش آهسته) که این بستگی به محل پروتئین در سلول داشت. پروتئین نزدیکتر از سطح سلول، اغلب در ارتباطات درگیر بودند، عمر کوتاهی داشتند و پروتئین هایی که در متابولیسم انرژی فعالیت داشتند نسبت به جمعیت پروتئین کلی بیشتر طول می کشیدند.

توجه داشته باشید که محققان دریافتند پروتئین یکسان در سلولهای گلایس دارای سرعت بسیار بیشتری نسبت به انتشار آن در سلول های عصبی است. یک زیر مجموعه از پروتئین ها نیز سریعتر یا کُندتر بود، در حالی که سلول های گلایلی بیشتری در محیط وجود داشت.

پروفسور ارین شومان، مدیر موسسه ماکس پلانک برای تحقیق مغزی، نتیجه می گیرد: “نتایج ما نشان می دهد که هر دو سلول نوع منبع و همچنین طبیعت محیط خارج از سلول تأثیرات قدرتمندی بر روند پروتئین دارند.” هدف بعدی ما این است که تعیین کنیم چگونه پلاستیکی عصب تنظیم و بهره برداری از جریانات برای تغییر پروتئوم مغز در پاسخ به محرک های مختلف است. ”

منبع:

موارد ارائه شده توسط eLife