Kim Hai tarafından açık erişimli PLOS Biyoloji dergisinde 9 Nisan'da yayınlanan yeni bir araştırmaya göre, beyindeki hücre döngüsüne yeniden giren post-mitotik nöronlar hızlı bir şekilde yaşlanmaya yenik düşüyor ve bu yeniden giriş Alzheimer hastalığında daha yaygın. Bu fenomen, nörodejenerasyon süreci hakkında daha fazla bilgi edinme fırsatı sağlayabilir ve bu keşfi yapmak için kullanılan teknik, beyindeki benzersiz hücre popülasyonları hakkındaki diğer araştırmalara kolaylıkla uygulanabilir.
Beyindeki nöronların çoğu post-mitotiktir, yani bölünmeyi bırakmışlardır. Uzun yıllar boyunca bu mitotik sonrası durumun kalıcı olduğu varsayılmıştı. Son keşifler, nöronların küçük bir kısmının hücre döngüsüne yeniden girdiğini gösterdi, ancak bundan sonraki akıbetleri hakkında çok az şey biliniyor. Bu soruyu ele almak için yazarlar, bireysel tek çekirdeklerin izole edildiği ve RNA'larının sıralandığı, izolasyon sırasında bir hücrenin ne yaptığının anlık görüntüsünü sağlayan, halka açık "snRNA-seq" veritabanlarına yöneldiler. Hücre döngüsü, büyüme, DNA sentezi, bölünmeye özgü büyüme ve mitoz dahil olmak üzere farklı aşamalardan geçer ve her aşama, bunu gerçekleştirmek için gereken spesifik bir protein seti ile karakterize edilir. Bu, yazarların belirli bir çekirdeğin döngünün hangi aşamasında olduğunu söylemek için RNA setini kullanmalarına olanak sağladı.
Verileri 30.000'den fazla çekirdeğe ilişkin bilgileri içeriyordu; bunların her birine, yaklaşık 350 hücre döngüsü ile ilgili genden oluşan bir setin ekspresyon düzeyine dayalı bir puan verildi. Küçük uyarıcı nöron popülasyonlarının gerçekten hücre döngüsüne yeniden girdiğini buldular. Ancak bu hücreler çoğunlukla hücre döngüsü boyunca yavru nöronlar üreterek başarılı bir şekilde devam edemedi. Bunun yerine, yeniden girişe tabi tutulan hücrelerde yaşlanmayla ilişkili genlerin ekspresyonu da yüksekti; Aslında hücreler yalnızca yaşlanmaya girmek için yeniden uyanmışlardı.
Şaşırtıcı bir şekilde, yazarlar Alzheimer hastalarının beyinlerindeki nöronların hücre döngüsüne daha yüksek bir oranda yeniden girdiğini ve hücre döngüsüne yeniden giren ve yaşlanan nöronların daha yüksek Alzheimer hastalığı riski ile ilişkili birden fazla genin ekspresyonunun arttığını buldular. Alzheimer'lı beyinde biriken yapışkan protein olan amiloidin üretimine doğrudan katkıda bulunanlar da buna dahil. Benzer şekilde, Parkinson hastalığı ve Lewy cisimcikli demans hastalarının beyinlerinde, sağlıklı beyinlere kıyasla yeniden giren nöronların oranında artış görüldü.
Hastalıklı beyin için bu artan yeniden girişin nörobiyolojik önemi hala belirsiz, ancak burada benimsenen analitik yaklaşım, nörodejeneratif hastalıklardaki hastalık mekanizmalarına ışık tutmanın yanı sıra, beyin içindeki nöron alt popülasyonlarına daha derin bir bakış açısı sunabilir.
Beyindeki nöronların çoğu post-mitotiktir, yani bölünmeyi bırakmışlardır. Uzun yıllar boyunca bu mitotik sonrası durumun kalıcı olduğu varsayılmıştı. Son keşifler, nöronların küçük bir kısmının hücre döngüsüne yeniden girdiğini gösterdi, ancak bundan sonraki akıbetleri hakkında çok az şey biliniyor. Bu soruyu ele almak için yazarlar, bireysel tek çekirdeklerin izole edildiği ve RNA'larının sıralandığı, izolasyon sırasında bir hücrenin ne yaptığının anlık görüntüsünü sağlayan, halka açık "snRNA-seq" veritabanlarına yöneldiler. Hücre döngüsü, büyüme, DNA sentezi, bölünmeye özgü büyüme ve mitoz dahil olmak üzere farklı aşamalardan geçer ve her aşama, bunu gerçekleştirmek için gereken spesifik bir protein seti ile karakterize edilir. Bu, yazarların belirli bir çekirdeğin döngünün hangi aşamasında olduğunu söylemek için RNA setini kullanmalarına olanak sağladı.
Verileri 30.000'den fazla çekirdeğe ilişkin bilgileri içeriyordu; bunların her birine, yaklaşık 350 hücre döngüsü ile ilgili genden oluşan bir setin ekspresyon düzeyine dayalı bir puan verildi. Küçük uyarıcı nöron popülasyonlarının gerçekten hücre döngüsüne yeniden girdiğini buldular. Ancak bu hücreler çoğunlukla hücre döngüsü boyunca yavru nöronlar üreterek başarılı bir şekilde devam edemedi. Bunun yerine, yeniden girişe tabi tutulan hücrelerde yaşlanmayla ilişkili genlerin ekspresyonu da yüksekti; Aslında hücreler yalnızca yaşlanmaya girmek için yeniden uyanmışlardı.
Şaşırtıcı bir şekilde, yazarlar Alzheimer hastalarının beyinlerindeki nöronların hücre döngüsüne daha yüksek bir oranda yeniden girdiğini ve hücre döngüsüne yeniden giren ve yaşlanan nöronların daha yüksek Alzheimer hastalığı riski ile ilişkili birden fazla genin ekspresyonunun arttığını buldular. Alzheimer'lı beyinde biriken yapışkan protein olan amiloidin üretimine doğrudan katkıda bulunanlar da buna dahil. Benzer şekilde, Parkinson hastalığı ve Lewy cisimcikli demans hastalarının beyinlerinde, sağlıklı beyinlere kıyasla yeniden giren nöronların oranında artış görüldü.
Hastalıklı beyin için bu artan yeniden girişin nörobiyolojik önemi hala belirsiz, ancak burada benimsenen analitik yaklaşım, nörodejeneratif hastalıklardaki hastalık mekanizmalarına ışık tutmanın yanı sıra, beyin içindeki nöron alt popülasyonlarına daha derin bir bakış açısı sunabilir.
Kaynak
Bu rehber yardımcı oldu mu?
DoktorClub’da Keşfet
