Nakakagulat na Mga Resulta Kapag Sinusuri ng mga Mananaliksik ang Hindi Pinakategoryang Wika ng Mga Brain Cells

Ngu

Ang mga Neuron ay tulad ng koryenteng kuryente ng ating mga katawan. Ang mga ito ay konektado sa pamamagitan ng mga synapses, na kung saan ay may mahalagang papel sa paglilipat ng impormasyon. Sa loob ng mga synapses, may mga kumplikadong machine na molekular, tulad ng synaptic vesicle (SV), na gumagana nang sama-sama upang matiyak ang wastong neurotransmission. Ang pag-aaral na ito ay tumingin sa synaptic proteome – lahat ng mga protina na bumubuo sa mga synapses. Kredito: OIST

Ang mga Neuron ay tulad ng mga electrical cord ng ating utak, na responsable sa pagtanggap ng impormasyon mula sa labas ng mundo at paglilipat ng impormasyong ito sa buong katawan. Upang gumana nang maayos, kailangan nilang ‘makipag-usap’ sa bawat isa, at ginagawa nila ito sa pamamagitan ng mga synapses – mga espesyal na istraktura na kumikilos bilang mga koneksyon sa pagitan ng mga nerbiyos. Ang mga synopse ay hindi lamang kumokonekta sa mga neuron ngunit nakakakuha din, nagpoproseso, nag-iimbak, at kinokontrol ang lahat ng impormasyong dumadaloy sa network na ito. Samakatuwid, ang mga ito ay mahalaga sa aming pagganap. Ang pagkabigo sa loob ng mga synapses ay maaaring makaapekto sa aming memorya, lokasyon, kakayahan sa pag-aaral, at haba ng atensyon. Ang kabiguang ito rin ang sanhi ng maraming mga sakit sa utak, tulad ng Alzheimer, demensya, autism, ADHD, Parkinson, epilepsy at schizophrenia.

Ang aming kasalukuyang kaalaman sa buong batayan ng mga synapses ay nawawala ngunit isang bagong pag-aaral, na-publish sa Mga Pamamaraan ng National Academy of Science, makakatulong ito upang mabago iyon. Ginawa ito ng pag-aaral na ito na pinaka kumpletong mapagkukunan ng protina na naroroon sa mga synapses, na maaaring maging kapaki-pakinabang sa pagsasaliksik sa kalusugan sa hinaharap, tulad ng pagbibigay ng maagang pagsusuri ng mga sakit sa utak at pagkilala sa mga tukoy na target ng gamot.

Ang mga pepides ay nakilala sa isang pangkalahatang paraan kumpara sa Bagong Pamamaraan

Noong 2006, ang synaptic protein ay nakilala mula sa isang solong peptide. Gayunpaman, sa pamamagitan ng paggamit ng isang bagong pamamaraan para sa parehong protina, natagpuan ng mga mananaliksik ang maraming iba’t ibang mga peptide. Kredito: OIST

“Ang mga synopses ay naka-pack na may mga molekula ng protina at ang pag-unawa sa nilalaman ay nagbibigay sa amin ng access sa isang malawak na hanay ng pagpapaandar at pag-andar ng cellular,” paliwanag ni Dr. Zacharie Taoufiq, isang siyentista na nagtatrabaho sa Cellular at Molecular Synaptic Function Unit sa Okinawa Institute of Science and Technology Grgraduate University (OIST) at nangungunang may-akda. ng papel. “Alam namin na mayroong maraming mga puwang sa aming kasalukuyang kaalaman tungkol sa synaptic proteome, kaya gumawa kami ng isang paraan upang tingnan ang lahat ng mga kilalang protina na nawawala. Nagulat kami, natuklasan namin ang isang bilang ng mga nakatagong nobela at synaptic na protina. “

Ang pagsasangkot sa mga kalahok mula sa OIST, ang Max Planck Institute para sa Biophysical Chemistry sa Gottingen, Alemanya at Doshisha University sa Kyoto, Japan, isang pangkat ng mga mananaliksik ay kumuha ng isang pangkaraniwang ‘protina’ na diskarte sa bukid, na ginamit ng mga siyentista upang makilala ang lahat ng mga protina sa pinaghalong, at binago ito upang maging mas malakas. Ang bagong pamamaraan na ito ay nagsiwalat ng maraming mga nakatagong pagkakasunud-sunod ng mga peptide – mga bloke ng gusali ng protina. Sa partikular, nais ng koponan na makilala ang mga protina na maaaring magkatulad sa iba pang mga protina ngunit may iba’t ibang mga pag-andar.

SV Curve-related Brain Diseases Abundance Curve

Ang isang pangkat ng mga mananaliksik ay natuklasan ang maraming mga nakatagong mga protina ng SV, kabilang ang mga nauugnay sa mga sakit sa utak. Kredito: OIST

Ang mga resulta ay kamangha-mangha. Sa kabuuan, kinilala ng koponan ang 4439 1466 synaptic proteins na matatagpuan sa synaptic vesicle (SV) – tatlong beses na dating kilala. Nagpasya ang pangkat ng pananaliksik na tingnan ang mga protina ng SV. Sinukat nila ang kanilang mga sarili sa piraso, sinusukat ito mula sa napakalaki hanggang sa napakaliit. “Nagkaroon ng pagkakaiba ng isang milyon,” sabi ni Dr. Taoufiq. “Natagpuan namin ang napakakaunting, na bumubuo sa 90% ng kabuuang SV na protina. Ngunit mayroon ding kamangha-manghang pagkakaiba-iba at kung ano ang tila mga tao sa ilalim ng SV. Tila na ang mga synaptic proteome ay nakaayos bilang mga wika, na may ilang karaniwang ginagamit na mga salita (o mga protina) at maraming iba pang hindi pangkaraniwang ngunit malinaw at makabuluhang mga kahulugan.

Upang ibunyag ang ilan sa mga nakatagong pag-andar ng protina, gumamit ang mga mananaliksik ng mga gen upang sugpuin ang mga protina na ito. Ang isang halimbawa ay ang protina na kinakailangan upang muling magamit ang silid ng vesicle sa loob ng mga synapses. Kung wala ang protina na ito, ang kakayahan ng mga synapses na magpadala ng impormasyon ay nabawasan sa paggana. Kapansin-pansin, natagpuan ng mga mananaliksik na ang mataas na dalas ay isa sa pinakamahalagang gawain.

“Sa 1466 na mga protina ng SV, nakita namin ang pakikipag-ugnay sa 200 iba’t ibang mga sakit sa utak,” sabi ni Dr. Taoufiq. “Ang nalaman ko ay lubhang nakakagulat at nakakaganyak na ang karamihan sa mga sanhi ng sakit ay na-link sa napakaliit at dating nakatagong mga protina.”

Isa sa mga sakit na ito ay ang Alzheimer. Ang mga klinikal na pagsubok ng paggamot ng Alzheimer ay kasalukuyang may 99.6% na rate ng kabiguan. Sinabi ni Dr. Taoufiq na ito ay dahil sa mga pasyente na may mga sintomas na maaaring hindi magkapareho ngunit talagang sanhi ng iba’t ibang mga protina na gumagana nang mahina. “Ang pag-aaral na ito ay humantong sa pagpaparehistro ng lahat ng iba’t ibang mga protina sa synapses. Ito ay magiging isang mahusay na pundasyon para sa pag-aaral ng pagkakaiba-iba ng mga rehiyon at ang ebolusyon ng utak. Ang aming bagong pamamaraang proteomic ay magiging mahalaga din sa pagtukoy ng cellular sanhi ng sakit ng bawat pasyente. Ang susunod na mahirap ngunit hindi maiwasang gawain. “

Sanggunian: Disyembre 14, 2020, Mga Pamamaraan ng National Academy of Science.
SEKSYON: 10.1073 / pnas.202011870

Kasama sina Dr. Taoufiq, kasama sa pag-aaral sina Dr. Momchil Ninov at Propesor Reinhard Jahn mula sa Max Planck Institute for Biophysical Chemistry, Propesor Tomoyuki Takahashi, G. Alejandro Villar Briones, Dr. Michael C. Roy, Dr. Han-Ying Wang, Mr. Toshio Saski, at G. Francois Beauchain mula sa OIST, at Associate Professor Yasunori Mori, G. Tomofumi Yoshida, at Propesor Shigeo Takamori ng Doshisha University.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

82% ng Mga Tao na Na-ospital Sa COVID-19 Bumuo ng Mga Neurological Problems

Isinasaalang-alang ang tomography ng utak. Ang mga pasyente na may mga karamdaman na nagpapahiwatig ng neurological ay kasangkot COVID-19 anim na beses na mas malamang...

“Gobsmacked” – Ang Melanie Wood ng Harvard ay Naging Unang Babae na Nanalo ng $ 1M Waterman Award sa Math

Si Melanie Wood ang unang babaeng nanalo ng isang Waterman Award sa matematika. Kredito: Stephanie Mitchell / Harvard Staff Photographer Kinikilala para sa mga...

Bagong Pagong na Natagpuan sa Huling Cretaceous ng Madagascar

Ang pagbabagong-tatag ng buhay ng Sahonachelys mailakavava, umaatake sa Madagascan na palaka tadpoles na si Belzebufo ay nagprotesta gamit ang isang espesyal na diyeta...

Natuklasan ng mga siyentista na ang loob ng Saturn – ang makapal na layer ng helium – ay nakakaapekto sa magnetic field ng mga...

Ang magnetikong patlang ni Saturn na nakikita sa itaas. Credit-Ancate Barrick / Jones Hopkins University Ginagaya ng mga mananaliksik ang mga kondisyong kinakailangan para...

Lumilikha ang mga mananaliksik ng cybersecurity ng mas mahusay na kanaryo – gamit ang AI upang lumikha ng pekeng mga dokumento

Ang bagong artipisyal na sistema ng katalinuhan ay lumilikha ng mga pekeng dokumento upang linlangin ang mga kalaban. Sa panahon ng World War II, ang...

Newsletter

Subscribe to stay updated.