دانشمندان به تازگی نوع جدیدی از سیناپس را در مغز کشف کردند

تحقیقات جدید نشان می‌دهد که نوع ناشناخته‌ای از سیناپس در زائده‌های عجیب و مو مانندی که روی سطوح نورون‌ها یافت می‌شود، پنهان شده است.

یک مطالعه بر روی موش ها نشان می دهد که ساختارهایی به نام مژک های اولیه در سیگنال دهی عصبی نقش دارند. به طور خاص، آنها به عنوان یک میانبر برای انتقال سیگنال ها به طور مستقیم به هسته عمل می کنند تا تغییراتی در کروماتینن (مجموعه ای که کروموزوم ها را تشکیل می دهد) ایجاد کنند.

این کشف به دانشمندان کمک می کند تا نقش این ساختارهای مرموز را در سلول های دیگر کشف کنند و همچنین به ما درک عمیق تری از عملکرد پیچیده مغز بدهد.

دکتر دیوید کلافام از موسسه پزشکی هاوارد هیوز می گوید: این سیناپس ویژه نشان دهنده راهی است برای تغییر آنچه در هسته رونویسی و ساخته می شود، و کل برنامه ها را تغییر می دهد.

این مانند یک داک جدید روی یک سلول است که دسترسی سریع به تغییرات کروماتین را می دهد که بسیار مهم است، زیرا کروماتین بسیاری از جنبه های سلول را تغییر می دهد.

مژک های اولیه را می توان دید که تقریباً از سطوح تمام سلول های پستانداران بیرون زده اند. برخی از آنها نقش های کاملاً درک شده ای دارند، مانند آنهایی که به حرکت در اطراف مخاط در ریه های ما کمک می کنند، اما در بسیاری از سلول ها، عملکرد آنها به خوبی شناخته نشده است.

در برخی موارد، آنها می توانند به عنوان آنتن دریافت سیگنال از محرک های خارجی عمل کنند. به عنوان مثال، در سلول های گیرنده نوری، آنها در پردازش نور نقش دارند.

تصور می‌شود که مژک‌های اولیه بقایایی از ریشه‌های تک سلولی ما از میلیاردها سال پیش هستند، اما اینکه چه عملکردی در نورون‌ها انجام می‌دهند، یک راز بوده است.

محققان می گویند به این دلیل است که آنها بسیار کوچک هستند و تشخیص آنها با استفاده از تکنیک های تصویربرداری سنتی دشوار است.

با این حال، پیشرفت‌های اخیر، دیدن ساختارهای کوچک‌تر و ظریف‌تر را آسان‌تر کرده است، و تیمی به رهبری عصب‌شناس Shu-Hsien Sheu از آزمایشگاه Clapham's Janelia را وادار کرد تا نگاهی دقیق‌تر بیندازند.

محققان مطالعه خود را بر روی موش های بالغ زنده و نمونه های مغز انجام دادند. آنها از میکروسکوپ الکترونی پرتو یونی متمرکز برای مطالعه نورون ها با وضوح بالا استفاده کردند و مشخص کردند که مژک ها می توانند یک سیناپس (ساختاری که به نورون ها اجازه می دهد سیگنال ها را بین سلول ها مبادله کنند) با آکسون های نورون تشکیل دهند.

برای مرحله دوم تحقیق، محققان از یک حسگر زیستی جدید توسعه‌یافته با تکنیکی به نام تصویربرداری طول عمر فلورسانس (FLIM) برای مشاهده فرآیندهای بیوشیمیایی که در داخل مژک در موش‌های زنده رخ می‌دهند، استفاده کردند.

این به تیم اجازه داد تا فرآیند گام به گامی را تجزیه کنند که به موجب آن ناقل عصبی سروتونین از آکسون بر روی گیرنده های مژک آزاد می شود. از آنجا، آبشاری از سیگنال‌ها کروماتین را در هسته نورون باز می‌کند و اجازه می‌دهد تا مواد ژنتیکی داخل آن تغییر کند.

این تیم کشف خود را سیناپس "آکسون-سیلیوم" می‌نامد. سیگنال‌ها باعث ایجاد تغییراتی در هسته سلول می‌شوند، پس می‌توانند مسئول اجرای تغییرات طولانی‌مدت نسبت به آکسون-دندریت باشند. (اتصالات سیناپسی)

بنابراین سیناپس مژگانی ممکن است میانبری برای تغییرات ژنومی بلند مدت باشد.

گام بعدی در این تحقیق، نگاهی دقیق تر به گیرنده های دیگر روی مژک های اولیه عصبی است. به گفته محققان، این مطالعه فقط بر روی سروتونین متمرکز شده است، اما حداقل هفت گیرنده انتقال دهنده عصبی دیگر وجود دارد که تحقیقات بیشتر را ایجاب می کند.

پس از درک عمیق‌تر مژک‌های عصبی، این تیم می‌خواهد نقش مژک‌های اولیه را در سایر اندام‌ها بررسی کند. درک دقیق تر از نحوه عملکرد بدن همیشه خوب است. مثلاً ممکن است منجر به توسعه داروهای درمانی هدفمندتر و تخصصی تر شود.

البته، ابتدا باید مشخص شود که سیناپس مژگانی وجود دارد و در مغز انسان به همان شیوه عمل می کند.

کلافام می گوید: هر چیزی که در مورد زیست شناسی می آموزیم ممکن است برای مردم مفید باشد تا زندگی بهتری داشته باشند. اگر بتوانید بفهمید که زیست‌شناسی چگونه کار می‌کند، می‌توانید مسائل را اصلاح کنید.

https://www.sciencealert.com/scientists-just-found-a-new-kind-of-synapse-hiding-in-the-brains-of-mice