Etiket: parkinson

Yayım tarihi

Beyin Gelişiminde Temel Aç/Kapa Mekanizması Keşfedildi

Mainz’daki Institute of Molecular Biology (IMB -Moleküler Biyoloji Enstitüsü) bilimcileri beyin hücrelerinin oluşumunu yürüten tek bir genin karmaşık düzenlenme (regülasyon) mekanizmasını çözümledi ve ortaya çıkardı. Araştırma The EMBO Journal‘de yayımlandı ve beyin gelişiminin anlaşılması yönünde büyük bir adım daha atılmış oldu.

Nörodejeneratif hastalıklar (Parkinson vb. ) genellikle nöronların (beyindeki sinir hücrelerinin) geri döndürülemez kaybı olarak karakterize edilmektedir. Vücutta bulunan diğer hücre tiplerinden farklı olarak, nöronlar genellikle kendilerini yenileyemezler. Yani eğer beyin bir kez zarar gördüyse, öyle kalır. Benzer hasarları tedavi etmeyi sağlayacak yöntemlerin keşfi için tek umut da, beyin gelişimini anlamak ve süreci taklit etmeyi başarabilmek olacaktır. Ne var ki, beyin vücuttaki en karmaşık organlardan birisidir ve gelişimine öncülük eden moleküler mekanizmaları ile ilgili de çok az şey bilinmektedir.

Johannes Gutenberg University Mainz’daki Institute of Molecular Biology’den Dr. Vijay Tiwari’nin öncülük ettiği araştırma ekibi bir süredir beyin gelişiminde görev alan temel bir geni araştırıyordu,  NeuroD1. Bu gen gelişmekte olan beyinde ekspres edilir ve nörogenez (sinir hücrelerinin oluşumu) başlangıcına işaret eder.

Araştırmanın makalesinde, Tiwari ve ekip arkadaşları NeuroD1’in yalnızca beyin kök hücrelerinde ekspres edilmekle kalmaz aynı zamanda bu hücrelerin nörona dönüşmesini sağlayan çok sayıda genin temel regülatörü (düzenleyici) olarak rol oynar. Nörobiyoloji, epigenetik ve yazılımsal biyoloji yaklaşımları bir araya getirilerek gelişim sırasında bu çok sayıda genin ‘kapalı’ durumda olduğu saptandı. Ancak NeuroD1 aktivitesi bu genlerin epigenetik statülerini değiştirerek onları ‘açık’ konuma getirir.

Çarpıcı bir sonuç olarak bu genlerin NeuroD1 ortadan kalktıktan sonra dahi (sonraki ekspres edilmediği süreçlerde de) açık konumda kaldıkları tespit edildi. Bunun sebebi ise daha sonraki deneylerde, NeuroD1 aktivitesinin epigenetik etkilerinin bu genler üzerinde kalıcı etkiler bırakması olarak saptandı. Ekip bu fenomeni kısaca nöron gelişimini sağlayan ‘epigenetik hafıza’ olarak tanımlıyor.

Araştırmanın önemi ise, tek bir faktör olarak NeuroD1’in hücrenin epigenetik manzarasını etkileme ve değiştirme yeteneğinin/kapasitesinin ortaya çıkması olarak görülüyor. Bu epigenetik etki de aynı zamanda nöronların jenerasyonunu (üretilmesini veya oluşumunu) yürüten temel etken olarak karşımıza çıkıyor.

Dr. Tiwari bulguların uygulama alanları ile ilgili : ” Bu; DNA dizileri, epigenetik değişimler ve hücre gelişimi ilişkisinin anlaşılması yönünde atılmış önemli bir adımdır. Araştırma yalnızca embriyonik gelişim sırasındaki beyin oluşumunu aydınlatmakla kalmıyor aynı zamanda rejeneratif terapilerin keşfedilmesi yönünde yeni yolların açılmasını da sağlıyor” açıklamasında bulundu.

 

Kaynak :  Bilimfili, A. Glahs, R. P. Zinzen. Putting chromatin in its place: the pioneer factor NeuroD1 modulates chromatin state to drive cell fate decisions. The EMBO Journal, 2015; DOI: 10.15252/embj.201593324

Yayım tarihi

Erkek ve Kadın Beyinleri Farklı Şekilde Yaşlanıyor

 Yeni yapılan bir araştırmaya göre; erkek ve kadın beyinleri farklı şekilde yaşlanıyor ve bu durum erkeklerin neden Parkinson’a ve kadınların da Alzheimer’a daha müsait olduğunu açıklayabilir.

Bilim insanları, erkek ile kadın beyinlerinin yaşlanma şekillerinde önemli bir farklılık keşfettiler: beyindeki en derinsubkortikal yapıların, erkeklerde kadınlardakinden daha hızlı yaşlandığı ortaya çıktı. Erkeklerin yaşlandıkça Parkinson gibi sinirsel hastalıklara neden daha müsait olduklarının bir sebebi de bu olabilir.

Bulgular, Macaristan’daki Szeged Üniversitesi’nden sinirbilimci ekibi, aynı yaştaki 53 erkek ve 50 kadının beyin yapılarını subkortikal yapılara odaklanarak incelediler. Bu yapılar, hareket hakimiyeti ve duygusal işlem ile ilişkili beyin bölgeleridir. Ekip ayrıca, düşünürken beyindeki farklı bölgeler arasında bilgi aktarımını idare eden talamusu da incelediler.

Belirgin bir şekilde, katılımcıların tamamının beyinleri, bireyler yaşlandıkça; beyinde ve talamus hacminde etraflı bir azalma göstermesinin yanısıra, erkeklerde kaudat çekirdek ve putamen (ikisi de vücut hareketini kontrol etmeye yardımcı bölgelerdir) boyutlarında azalma görüldü. Dahası, beyindeki bütün bölgelerde bulunan gri maddenin erkeklerde daha hızlı bir oranda azaldığı sonucuna ullaşıldı. Bu durum daha hızlı bir beyin yaşlanması sürecinin işareti olabilir.

Geçmişte yapılan birkaç araştırma, erkek ile kadın beyinleri arasındaki birkaç farklılığa dikkat çekmişti. Örneğin; erkek beyinleri genelde daha geniştir (daha geniş olamsı daha zeki olunduğu anlamına gelmiyor). Öte yandan; erkeklerin Parkinson hastalığı ve kadınların da Alzheimer hastalığı geliştirmesinin daha muhtemel olduğunu biliyoruz.

Yapılan yeni araştırma, bu durumun sebeplerinden birine işaret ediyor olabilir, fakat yine de sebebin ne olduğunu tam olarak bilmiyoruz. Belki; hormonal değişimler ve beynin bu değişimlere verdiği tepkiler söz konusu durumun sebeplerinden birisi olabilir.

Brain Imaging and Behaviour dergisinde yayınlanan çalışmada şu açıklama yer alıyor:
 “Bu bulgular, kesitsel ve yapısal MRI çalışmalarındaki değiştirilemez faktörlerin (ör. cinsiyet ve yaş) etkilerinin yorumlanması için önemli sonuçlara sahip olabilir. Dahası, subkortikal yapıların hacim dağılımı ve değişimleri, çeşitli nöropsikiyatrik bozukluklarla sürekli ilişkilendirilmişti (ör. Parkinson hastalığı, dikkat eksikliği ve hiperaktivite bozukluğu gibi). Bu değişimleri anlamak, bu bozuklukların seyri ve sonuçlarının tahmininde daha fazla şeyi anlamayı sağlayabilir.”

Normal olarak böyle bir keşiften sonra, bu bulguları desteklemek ve ardındaki sebepleri anlamak için daha fazla araştırma gereklidir. Yine de bu çalışma, erkeklerde ve kadınlardaki en zararlı sinirsel hastalıklar için sonunda daha iyi tedavilere ve hatta muhtemel olarak çarelere yol açabilir.

Kaynak:

  1. Bilimfili, 
  2. ScienceAlert
  3. G F Wooten, L J Currie, V E Bovbjerg, J K Lee, J Patrie Are men at greater risk for Parkinson’s disease than women? J Neurol Neurosurg Psychiatry 2004;75:637-639 doi:10.1136/jnnp.2003.020982
  4. Viña J1, Lloret A. Why women have more Alzheimer’s disease than men: gender and mitochondrial toxicity of amyloid-beta peptide. J Alzheimers Dis. 2010;20 Suppl 2:S527-33. doi: 10.3233/JAD-2010-100501.
  5. András Király, Nikoletta Szabó, Eszter Tóth, Gergő Csete, Péter Faragó, Krisztián Kocsis, Anita Must, László Vécsei, Zsigmond Tamás Kincses Male brain ages faster: the age and gender dependence of subcortical volumes Brain Imaging and Behavior pp 1-10 First online: 16 November 2015 doi:10.​1007/​s11682-015-9468-3
Yayım tarihi

Huntington hastalığına sebep olan protein artık ölçülebilecek

Huntington hastalığının başlangıcı ve ilerlemesi sırasında sinir sistemi üzerinde çok zararlı etkileri görülen mutant bir proteinin ölçümünü yapacak yeni bir test geliştirildi. Journal of Clinical Investigation dergisinde yayımlanan çalışmada yeni test ile denenen ilaçların ne kadar işe yarayacağını gösterecek olan huntingtin mutant proteininin seviyesini ölçebileceğini ve ilacın verimliliğini test edebileceğini öne süren araştırma ekibi, yöntem ile Huntington hastalığının gelişimini de önceden sezip gözlemleyebilecek.

Huntigton, nörodejeneratif genetik bir hastalık ve genellikle yetişkinlikte ortaya çıkarak istem dışı anormal davranışlara , psikiyatrik semptomlara ve unutkanlığa sebep oluyor. Mutant gen 1993 yılında tespit edildi ancak bu araştırmaya kadar bu proteinin sinir sistemi içindeki miktarını ölçmek mümkün olmamıştı.

  Bir çok üniversite ve vakfın dahil olduğu araştırma dahilinde yeni ultra-duyarlı Singulex SMC Technology Erenna Immunoassay (ışıktesti) test sistemini geliştirdi ve serebrospinal sıvı (CSF) içerisindeki mutant huntingtin proteinini tespit etmeyi başardı. Bu mutasyona sahip ancak hastalığa yakalanmamış insanlarda dahi bu tespit başarıyla gerçekleştirildi. Test ‘ tek molekül sayma deneyi” olarak anılıyor ve flüoresan antibody ve lazer tanılama tüpü kullanarak mutant huntigtin moleküllerini tek tek sayabiliyor, ki ne kadar az bulunduğunun hiç bir önemi yok.
   CSF (beyin ara sıvısı -serebrospinal sıvı) beyin tarafından üretilen ve bir iğne sayesinde kolaylıkla örnek alınabilen bir sıvıdır. Alzheimer veya Parkinson gibi hastalıkların tespitinde aktif olarak uygulanan bu yöntem ve örnek alınan bu sıvı şu andan itibaren Huntington hastalığı için de aynı işlevi kazanacak.

Salgılandığı hücreyi de öldüren huntingtin proteini, beyine hastalık tarafından verilen zarararın da ölçülebilmesini sağlayacak. Ayrıca mutant proteinin seviyesi hastalığın derecesinin de bir göstergesi, CSF içindeki miktarı arttıkça hastalığın ilerlemiş bulunduğu faz da tahmin edilebilecek.

Şu an için Huntington hastalığını engelemek üzre huntingtin proteini seviyesini düşüren bir ilaç ya da kimyasal mevcut değil. 2015 yılı gen susturma ve huntingtin düşürücü ilaçlar için ilk insan deneylerinin yapılacağı yıl olacak ve bu sayede direk beyin hedef alınarak mutant huntingtin üretiminin düşürülmesi sağlanacak. Bu bağlamda bumutant proteinin seviyesini ölçebiliyor olmak son derece büyük bir önem arz ediyor çünkü ilaç sayesinde bir düşüş olup olmadığı bu ölçüm ile belli olacak.

 

Referans : Bilimfili, Sciencedaily.com, New test measures deadly protein in Huntington’s disease patients’ spinal fluid, www.sciencedaily.com/releases/2015/04/150406165451.htm

  1. Edward J. Wild, Roberto Boggio, Douglas Langbehn, Nicola Robertson, Salman Haider, James R.C. Miller, Henrik Zetterberg, Blair R. Leavitt, Rainer Kuhn, Sarah J. Tabrizi, Douglas Macdonald, Andreas Weiss.Quantification of mutant huntingtin protein in cerebrospinal fluid from Huntington’s disease patients. Journal of Clinical Investigation, 2015; DOI: 10.1172/JCI80743
Yayım tarihi

Biyokimyacılar Hücresel Hafıza Mekanizmasının Yapısını Çözmeyi Başardı

Kalsiyum, düşünceyi, hareketi ve diğer vücut fonksiyonlarını kontrol eden önemli bir vücut elementidir. Bu olaylar,iyon kanalları denilen, kalsiyum iyonlarının hücreye giriş-çıkışına ve hücre bölümleri arasında akışına izin verenözelleşmiş proteinler tarafından yönetilir. Yıllardır bilim insanları kalsiyum iyon kanallarının nasıl çalıştığından emin olamıyorlardı.

biyokimyacilar-hucresel-hafiza-mekanizmasinin-yapisini-cozmeyi-basardi-1-bilimfilicomKalsiyumun eşik bekçisi IP3R‘nin yapısınınatomik ölçekteki yeni görüntüleri, bu gizemi çözmek için yeni bir adım olabilir ve kanal bozukluklarıyla alakalı pek çok hastalığın tedavisine olanak sağlayabilir.

IP3R kanalı, Houston’daki Texas Tıp Merkezi Üniversitesi (UTHealth), Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Bölümü’ndeki bilim insanları tarafından görüntülendi. Bulguları, Nature dergisinde yayımlandı.

UTHealth Tıp Fakültesi’nde biyokimya ve moleküler biyoloji doçenti olan ve çalışmanın yürütücüsü Irina Serysheva şunları söyledi: “Artık IP3R’nin eşik mekanizmasının yapısını biliyoruz. Bu çalışma pek çok fonksiyonel ve çevrimsel çalışmaya ivme kazandıracak ve yeni ilaç tasarım alanlarına olanak sağlayacak.”

IP3R kalsiyum kanalı sinyal aldığında, kalsiyum iyonlarının hücre zarı boyunca hareketi için yollar yaratıyor. Çoğunlukla hatasız çalışmasına rağmen, işler plana uygun ilerlemediğinde ciddi sağlık sorunları meydana geliyor.

“Bu sağlık sorunları arasında Alzheimer hastalığı, Parkinson hastalığı, Huntington hastalığı, kalp büyümesi, kalp yetmezliği, kanser ve felç bulunuyor” diye aktarıyor Irina Serysheva.

Çalışmada fare beyninden alınmış IP3R kanal proteinleri kullanıldı. Araştırmacılar, kanalı atoma yakın çözünürlükte görüntülemek amacıyla, düşük sıcaklıklarda çalışan elektron mikroskobu ve bilgisayarlı yeniden yapılandırma teknikleri kullandı. Sonrasında, hücrenin içinde bulunduğu haliyle proteinin 3 boyutlu durumunu yansıtan bir model inşa ettiler.

UTHealth Tıp Fakültesi, Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Bölümü’nde profesör ve bölüm başkanı olan Rodney Kellems, “Kanalın açılışı ve kapanışını moleküler bazda anlamak ve bu sürecin çok çeşitli içsel moleküller ve farmakolojik düzenleyiciler tarafından nasıl kontrol edildiğini anlamak için, bu kanalların 3 boyutlu yapısınıbilmek gerekiyor,” diyor.

Serysheva ise “Eğer yapıyı bilmezsek, işlevi çözemeyiz,” diye ekliyor.

 

Kaynak:

  1. Bilimfili
  2. Phys.org, “Biochemists uncover structure of cellular memory mechanism”
    < http://phys.org/news/2015-10-biochemists-uncover-cellular-memory-mechanism.html >
  3. Referans: Gating machinery of InsP3R channels revealed by electron cryomicroscopy, Nature (2015) DOI: 10.1038/nature15249< http://dx.doi.org/10.1038/nature15249 >
WordPress gururla sunar