Beynin İşleyişini Anlamak İçin Genler İnceleniyor

Beynin İşleyişini Anlamak İçin Genler İnceleniyor

Beyinde çok sayıda ve çeşitte nöron ve nöronlara yardımcı glia hücreleri vardır. Eğer beynin yapısını ve işlevini aydınlatmak istiyorsak öncelikle bu hücrelerin kendi içlerinde nasıl çalıştığını ve etraflarıyla olan etkileşimlerini anlamak zorundayız. Amerika’da Allen Beyin Bilimi Enstitüsü genlerin ifadelerini temel alarak farenin görsel korteksinde 49 farklı hücre tipi tanımladılar. Bu hücre sınıflandırması şimdiye kadar yapılan en büyük bireysel yetişkin korteks nöronlarını içeriyor. Genler bildiğiniz gibi hücre DNA’sındaki protein kodlayan birimlerdir. Bazı genler çeşitli modifikasyonlardan geçerek binlerce gen kodlayabilir. Bu yüzden genlerin haritasını çıkarmak ve işleyiş mekanizmasını çözmek beyni anlamak için çok önemlidir.

Öncelikle ışığın beyindeki yolculuğundan biraz bahsedelim. Işık retina hücrelerine çarptıktan sonra ilgili sinyaller optik sinirler vasıtasıyla optik kiazma gelir ve buradan çapraz olarak farklı beyin bölgelerine dağılır. Bu sinyallerin çapraz dağıtımı şu şekilde olur: Her iki göze sol taraftan gelen ışık beynin sağında, sağ taraftan gelen ışık beynin sol yarım küresinde işlenir. Optik kiazmdan sonra sinyaller hipotalamusta vücudun hormonal düzeni ve biyolojik saatini ayarlamak için kullanılır. Görsel dikkat gibi bir iş gerekiyorsa göz kaslarını kontrol etmek için beynin frontal göz alanları ve superior kollikulus devreye girer. Sinyaller paralel olarak talamusta lateral geniculate çekirdeğe gider ve oradan son durak olan birincil görsel kortekse (V1) gider. V1 alanı beynin görsel bilgiyi işlediği en önemli yeridir. Burada her hücre çok üst düzey görevlere sahiptir. Bu yüzden hücrelerin gen ifadelerine göre karakterizasyonunun yapılması oldukça önemlidir.

İleri Okuma: Işığın Beyin İçin Önemi ve İşlevi

Genomdaki Tüm Genler Analiz Edildi

Araştırma ekibi nöronları tek tek incelemek için korteksten ayırabilmeyi sağlayan yeni bir yöntem geliştirdiler. Yeni yöntemde her bir nöron önce dokudan koparıldı sonra da tüm genomu analize tabi tutuldu. Genom çapında yapılan analizler bütün nöronlarda yapılan protein üretiminin haritasını çıkardı ve nihayetinde sinir hücreleri arasında bireysel farklar ortaya çıkarıldı. Her bir nöronun binlerce geni protein üretiminde rol oynuyor. İşin içine binlerce nöron olduğunu da katarsak ortaya muazzam bir bilgisayar analiz işi çıkıyor. Tabi böylesine kapsamlı bir çalışma da dünyanın en iyi dergilerinden Nature Neuroscience’da yayınlandı.

Nöronlardan elde edilen genler ve protein kümeleri belirli renklerle sınıflandırıldığında 49 farklı hücre grubu oluşturuldu. Bunlardan 42’si nöron 7’si ise nöron olmayan hücrelerden oluşuyor. Glia hücreleri nöronlardan sayıca 5-10 kat daha fazla bulunmasına rağmen görevi nöronlara yardımcı olmak olduğu için çeşidi nöronlar kadar fazla görünmüyor.

İleri Okuma: Glia Hücreleri Nedir?

Sürekli Yeni Şeyler Çıkıyor

İnsan beyni üzerindeki çalışmalar 100 yılı aşkın bir süredir devam ediyor ancak hala çözemediğimiz çok gizem var. Örneğin derinlik algısının nasıl oluştuğu hala bir muamma. Nöronların ürettikleri proteinlere ve gen ifadelerine bakarak bireysel karakter tahlilleri bize çok yardımcı olacaktır. Ancak yine de onları iş üstünde toplu bir şekilde çalışırken gözlemlememiz gerekiyor. Aynı proteinleri kullanan hücrelerle farklı proteinleri kullanan hücre gruplarının bilgiyi nasıl işlediği ileri ki zamanlarda beyni anlamanın yanı sıra bazı hastalıkların tedavisinde de bizlere çok yardımcı olacaktır.

Hazırlayan: Çağlayan Taybaş

Kaynak

http://www.nature.com/neuro/journal/vaop/ncurrent/full/nn.4216.html


Çağlayan Taybaş

İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Moleküler Biyoloji ve Genetik mezunuyum. Şu an Johnson & Johnson'a bağlı olarak Erenköy Ruh ve Sinir Hastalıkları hastanesinde klinik araştırma koordinatörü olarak çalışıyorum. Ayrıca İstanbul Üniversitesi'nde ekonomi (açık öğretim) okuyorum. Lisans hayatım boyunca laboratuvarın yanında bilim yazarlığı, programlama, ney ve satranç ile uğraştım. Mezun olduktan sonra askere gitmeden önce sinirbilim.org'u kurdum. Şu an iş hayatım çok yoğun olduğu için eskisi gibi yazamıyorum. Yine iyi idare ettiğimizi düşünüyorum. Bana herhangi bir soru sormak isteyen varsa c.taybas@gmail.com'a mail atabilirler.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.