اكتشاف آلية تتيح للخلايا العصبية معرفة كيفية تكوين روابط بين خلايا الدماغ

هناك حاجة إلى اتصالات معقدة بين خلايا الدماغ لكي يقوم الدماغ بعمله بشكل صحيح، لكن باحثين من اليابان اكتشفوا آلية أساسية تتيح للخلايا العصبية معرفة متى وكيف تكوّن هذه الروابط.

في دراسة بعنوان «تفاعلات CREB-DNA المتكررة في مواضع الجينات التي تم تحديدها مسبقًا بواسطة CBP تحفز التعبير الجيني المعتمد على النشاط في الخلايا العصبية القشرية البشرية»، والتي نُشرت مؤخرًا في Cell Reports، كشف باحثون من جامعة أوساكا ومختبر خليج شنتشن عن سلوك البروتينات المرتبطة بالتعلم والذاكرة في خلايا الدماغ البشري.

كيفية تطور الاضطرابات النفسية

في الدماغ النامي، يحفز نشاط الخلايا العصبية التعبير عن الجينات اللازمة لنمو خلايا الدماغ وتكوين الروابط.

إذا تعطلت هذه العملية، يمكن أن تتطور اضطرابات النمو والنفسية.

وقال المؤلف الرئيسي للدراسة يوري أتسومي: «إن بروتين ربط عنصر الاستجابة cAMP لعامل النسخ (CREB) ضروري للدماغ للتعلم وتكوين الذكريات».

وأضاف: «في حين أنه من المعروف أن بروتين الارتباط CREB وCREB (CBP) يتفاعلان لتحفيز التعبير الجيني في الدماغ النامي، إلا أنه من غير الواضح كيف يؤثر نشاط الخلايا العصبية على هذا التفاعل».

لاستكشاف ذلك، استخدم الباحثون تقنية مجهرية متطورة تسمى تصوير الجزيء المفرد لتتبع حركات CREB وCBP في خلايا الدماغ البشرية.

وأوضح المؤلف المشارك نوريوكي سوجو: «كانت النتائج واضحة للغاية، لقد وجدنا أن نشاط الخلايا العصبية يزيد بشكل ملحوظ من التفاعلات المتكررة وطويلة الأمد بين CREB والحمض النووي وبين CREB وCBP».

جذبت هذه التفاعلات إنزيم RNA بوليميريز II، الذي ينشط التعبير الجيني.

علاوة على ذلك، اكتشف الباحثون أن المواقع التي يتفاعل فيها CREB مع الحمض النووي لتعزيز التعبير الجيني تتطلب أستلة مسبقة بوساطة CBP.

وقال المؤلف المشارك نوبوهيكو ياماموتو: «لا توضح هذه النتائج الآلية الكامنة وراء التعلم والذاكرة في نمو الدماغ فحسب، بل تقدم أيضًا نظرة جديدة حول كيفية تطور الاضطرابات النفسية».

بالنظر إلى أن الجين CBP هو الجين الذي يمكن أن يسبب متلازمة روبنشتاين-تايبي، والتي يظهر فيها المرضى تخلف عقلي وإعاقة ذهنية، فإن تعطيل بروتين CBP يمكن أن يساعد في تفسير كيفية تطور هذا المرض.

إن استكشاف تفاعلات CREB-CBP بشكل أكبر في النماذج ثلاثية الأبعاد الشبيهة بالدماغ يمكن أن يؤدي إلى رؤية إضافية لتأثيرات نشاط الخلايا العصبية التي لوحظت في هذه الدراسة.