Canlının bütün fonksiyonlarını kontrol eden beyin için “bağlantılar” önemli bir rol oynar. Hücre birlikteliklerinin sürdürülebilmesi için ise; bir nöronun dış yüzeyi ve zarı, belirli proteinleri taşımalıdır. Ancak membran üzerinde çok uzun süre kalan bir yüzey proteini, bu proteinler yoluyla kurulan hücreler arasındaki bağlantıları tehlikeye atabilir.
Medical Express’in haberine göre; Rockefeller Üniversitesi’nden Mary E. Hatten ve Hourinaz Behesti’nin yürütücülüğünü üstlendiği çalışma, protein ASTN2’nin membrandan uzaktayken bile proteinlerin hareketine yardımcı olduğunu kanıtladı. Araştırmacıların çalışması, ASTN2 proteinindeki bozuklukların otizm ve nörogelişimsel hastalıklara neden olduğunu da ortaya çıkardı.
Proteine ihtiyacı olan proteinler
Sinir iletimini sağlayan nöronlar; komşu hücrelerin yüzeyinde bulunan reseptörleri aktive eden kimyasallar salgılayarak, kendilerinden sonra gelen nörona bu nörotransmitter madde yoluyla mesaj gönderirler. Bu yönlü kimyasal iletim dinamik bir yapıdadır. Sinir iletimini sağlayan nörotransmitter madde iletiminin dinamik yapısı, nöronların üzerinde bulunan reseptörlerin dinamik olmasını da gerektirir. Reseptörler, nöron membranı üzerinde sürekli dönerler ve bu sayede dışarıdan gelen sinyallere oldukça hızlı bir biçimde yanıt verebilirler. Bu süreç, “kaçakçı (trafficker)” olarak adlandırılan bazı ek proteinlerin yardımını gerektirir.
Frederick P. Rose Üniversitesi’nden Profesör Hatten, ASTN2 proteininin erken dönem hücre göçü sırasında böyle bir ek protein gibi davrandığını göstermişti. Behesti ise, Hatten’in çalışmasına katılarak bu proteinin, yaşamın ilerleyen dönemlerinde de rol oynadığını ileri sürdü. Bu sav, proteinin beyincikte orantısız bir biçimde bulunduğunun ortaya çıkarılmasıyla birlikte doğrulanmış oldu.
Protein, bir dizi nörogelişimsel bozuklukla ilintili
Johns Hopkins Üniversitesi’nde yapılan bir çalışma; ASTN2 mutasyonlarının, otizm ve dil gecikmelerini de içeren bir dizi nörogelişimsel bozuklukla ilintili olduğunu ortaya çıkarmıştı. Hatten ve Benesti, yetişkin serebellumunda ASTN2 proteininin işlevini daha iyi anlamak için başlattıkları çalışma ile ASTN2 proteinindeki kusurların tahmin edilenden daha fazla bozukluğa neden olduğunu mekanizmaları ile birlikte açıkladılar.
Araştırmacılar, ASTN2 proteininin serebellum bölgesinde tam olarak nerede işlendiğini anlayabilmek için başlattıkları deneyde, özel bir mikroskopi düzeneği kullandılar. Kullanılan teknik ile bu proteinin, özelikle iletime yardımcı olan proteinlerin sıklıkla yer aldığı nöronlarda bulunduğu ve ASTN2 proteinine bağlanan bir molekül topluluğunun varlığı keşfedilmiş oldu. Bu molekül topluluğu, “bağlanma partnerleri” olarak tanımlandı ve sinaps oluşumundan protein yoluyla iletime kadar birçok sürece dahil olan proteinleri içerdikleri tespit edildi.
Araştırmacılar; nöronlardaki ASTN2 ekspresyonunu artırdıklarında, bağlanma partnerlerinin seviyelerinin azaldığını ve ASTN2 proteininin bağlanma partnerleri ile bağ kurarak hücrelerdeki bozulmayı önlemek için bu proteinleri hücre membranından uzaklaştırdıklarını ortaya çıkardılar. Duke Üniversitesi’nden araştırmacılarla birlikte çalışan biliminsanları, ASTN2 seviyesi yükseltilmiş hücrelerin daha güçlü sinapslar oluşturduğunu da gözlemlediler. Araştırmacılar, azalan ASTN2 seviyesinin beyinde zıt etki oluşturduğunu düşündüklerini, çalışmaların bu yönlü devam edeceğini ifade ettiler.
‘Beyinciğin, biliş ve dilde çok daha karmaşık rolleri bulunuyor’
Çalışmanın yürütücülerinden Behesti, “Verilerimiz ASTN2’de mutasyona sahip olan nöronların, bağlanma proteinlerini daha az ürettiğini ve bu durumun, daha yavaş veya daha zayıf bağlantılara yol açtığını gösteriyor” açıklamalarında bulunarak yeterli ASTN2 proteininin olmadığı koşullarda; bağlanma proteinlerinin hücre yüzeyinden atılamadığını, burada biriktiğini ve hücreler arasındaki iletişimin engellendiğini ifade etti.
Behesti, “Sinapslar durağan değil. Gerçek zamanlı olarak dinamik uyaranlara cevap vermeleri gerekiyor ve bunu yapmanın yollarından biri de yüzey proteinlerini değiştirmek oluyor” açıklamalarında bulunarak yüzey proteinlerinin ne kadar önemli olduklarının altını çizdi.
Hatten ise, çalışmanın işaret ettiği farklı bir noktaya değinerek, “İnsanlar, beyinciğin sadece hareket ve motor kabiliyetlerinin kontrol noktası olmadığını fark etmeye başladılar. Beyinciğin, biliş ve dilde çok daha karmaşık rolleri bulunuyor” açıklamalarında bulundu.
Kaynak
1) https://medicalxpress.com/news/2018-09-protein-trafficker-insight-autism-brain.html
