Öğreten Protein: Staufen2!
Hepimiz farkında olarak veya olmayarak pek çok şeyi öğrenir pek çok anıyı hafızamıza kaydederiz. Başınızı yastığa koyduğunuzda geçirdiğiniz günün kısa bir özetini düşünürseniz en sıradan gününüzde bile aslında ne kadar çok yeni olay yaşadığınızı ve beyninizin bu olayları kaydettiğini daha iyi anlayabilirsiniz.
Proteinler, sadece kahvaltıda büyük bir keyifle yediğimiz peynirde değil beynimizin öğrenmesinde ve öğrendiklerini hatırlamasında da karşımıza çıkıyor. Evet, araştırmacılar hafıza oluşumunu, öğrenme sürecinde ilk defa RNA’ya bağlanan bir protein keşfetti.
Straufen2 Hafıza ve Öğrenmeyi Etkiliyor
Anıların oluşumu beyin yapılarında ince değişiklikler gerektirir. Bunun nedeni öğrenme ve hafızaya ilişkin sinaps hücrelerinin birbirleriyle iletişim kurmalarını sağlayan fonksiyonel bağlantıların, sinapsları sürekli olarak değiştirmesidir. Bu süreçte yer alan uzun vadeli moleküler değişiklikler, nöronun çekirdeğinde üretilen mRNA’lar tarafından kodlanır.
Önceki araştırmalarda, Ludwig- Maximilians Üniversitesi’nde bilim insanı olan Michael Kiebler, Staufen2 RNA’ya bağlanan proteinin bu mRNA’ları hedeflerine ulaştırmasında önemli bir rol oynadığını göstermişti. Ancak tam olarak bu moleküler sürecin öğrenme ve davranışını nasıl etkilediği tam olarak anlaşılamamıştı. Şimdi, Kiebler ve arkadaşları tarafından Dusan Bartsch (Mannheim Üniversitesi) ve İspanyol meslektaşları (Sevilla Üniversitesi) ile yaptığı bir araştırma, bu konuya yeni bir ışık tuttu. Bu yeni çalışma, ilk kez Staufen2 düzeylerinin azalmasının bellekte bozulmaya sebebiyet verdiğini gösteriyor. Bulgular Genome Biology dergisinde yayımlandı.
Staufen2 Proteini Hafızayı Olumlu Yönde Etkiliyor
Araştırmacılar, geliştirilmiş ve saflaştırılmış genetik sıçan modelininde, Staufen2 senteziyle ön beyindeki sinir hücrelerinin bastırılasını çalıştı. Daha sonra Staufen2 protein düzeylerinin azaltılarak mekansal, zamansal ve ilişkisel bellek üzerindeki etkisini ölçen davranış testleri yaptılar. Sonuçlar, ön beyindeki Staufen2’nin azaltılmasının hafızanın çeşitli yönleri üzerinde olumsuz bir etkisi olduğunu açıkça gösterdi.
Genel olarak uzun süreli bellek çalışmaya devam ediyor. Örneğin sıçanlar bir besin kaynağı bulmayı öğrenme kapasitesine sahipler. Fakat mutant farelerden öğrendiklerini uzun süre sonra hatırlamaları istendiğinde, performanslarının daha kötü olduğunu belirtiyor.
LTP ve LTD Süreçleri
Staufen2’nin tükenmesi ayrıca sinir hücresinin şekli ve sinaps işlevi üzerinde belirgin bir etkiye sahiptir. Elektrofizyolojik ölçümlerin yardımıyla yazarlar, hipokampüsteki sinapslar arasındaki sinyal aktarımının etkinliğini analiz etti ve hem uzun vadeli potansiyasyonun (LTP) hem de uzun vadeli depresyonun (LTD) etkilendiğini buldu.
İleri Okuma: Hipokampüs Nedir?
LTP, sinaptik iletimin etkinliğinde uzun süreli bir artışa neden olan ve aralarındaki işlevsel bağlantıları güçlendiren bir mekanizma. LTD, iletim etkinliklerini azaltır ve önceden kurulmuş bağlantıları etkin bir şekilde budar. Staufen2 seviyelerinin düşürülmesi, LTP’yi arttırırken, LTD’yi de etkiliyor.
Bu bulgular, Staufen2 eksikliğinin sinapsları olduğundan daha duyarlı hale getirdiğini ortaya koydu. “LTP, hücresel düzeyde öğrenmenin bir modeli olarak görülüyor. Bununla birlikte, sonuçlarımız aslında LTP’nin LTD ile olan dengesinin önemli olduğunu gösterdi” diyor Kiebler.
Araştırmacılar, bu nedenle bu koşullar altında sinapsların oldukça tepkisel hale geldiğini ve sinapsları baskılamanın yeterli olmadığını varsaydığını belirtiyor. Bu, normalde uzun süreli bellekte birleştirilen bilgilerin dengesinin bozduğu ya da silinmiş olduğu anlamına gelebilir. Kiebler, “Bu çalışma, bize, ilk kez, belirli bir moleküler faktörü – RNA bağlayıcı protein Staufen2’yi -sinaptik plastisite ve öğrenme ile bağdaştırdı” dedi. Kiebler “Ayrıca araştırmamız, öğrenmeye yardımcı moleküler mekanizmalar hakkında tamamen yeni bilgiler sunmayı vaat ediyor” dedi.
Hazırlayan: Rukiye Akgün
