نقشه برداری از پروتئین های مغز با هدف درمان آلزایمر
به گزارش سیناپرس، پروتئین تاو (tau) مدت‌هاست که در بیماری های عصبی که منجر به انحطاط سیستم عصبی، به ویژه نورون های مغز می شود، نقش دارد.
جهش در ژنی که پروتئین تاو را کد می کند منجر به تخریب عصبی مانند زوال عقل می شود، در حالی که در بیماری آلزایمر پروتئین تجمع یافته و سمی می شود. اما نقش دقیق پروتئین تاو در این بیماری ها همچنان یک راز باقی مانده است.
برای کمک به حل این معما، دکتر لی گان (Li Gan) و همکارانش یک اطلس جامع به نام تعامل تاو ایجاد کردند که تمام برهمکنش های پروتئین تاو را با سایر پروتئین ها در نورون های انسانی ترسیم می کند.
دکتر گان خاطرنشان کرد: تاو در مرکز تخریب عصبی قرار دارد و درک اینکه چگونه باعث مسمومیت و زوال شناختی می شود، می تواند منجر به درمان های جدید برای درمان زوال عقل شود.
نتایج پژوهش ها نشان می دهد که جهش هایی که برهمکنش بین پروتئین های تاو و میتوکندری را کاهش می دهند، ممکن است تولید انرژی در مغز را مختل کنند.
به گزارشsinapress، محققان دریافتند که تاو با پروتئین های موجود در مکان های سیناپسی که سیگنال‌های الکتریکی را به نورون های دیگر می فرستد، تعامل دارد، که ممکن است سرنخ هایی در مورد چگونگی انتشار پروتئین تاو سمی در مغزهای مبتلا به پاتولوژی تاو ارائه دهد.
در نورون های نرمال و بیمار، پروتئین تاو برهمکنش های فیزیکی با پروتئین های خاص ایجاد می کند تا در عملکردهای نورونی مختلف شرکت کند. دکتر گان و همکارانش برای ایجاد اطلسی که برهمکنش های اصلاح شده توسط جهش‌های بیماری زا و فعالیت‌های عصبی را ترسیم کند، نورون‌های انسانی را که باعث زوال عقل می شوند، رشد دادند. برای دریافت چگونگی تغییر فعالیت نورون ها در تعامل تاو، آنها از یک فناوری پیشرفته به نام پروکسیداز اسید اسکوربیک مهندسی شده (APEX) برای برچسب گذاری پروتئین ها در مجاورت تاو در عرض میلی ثانیه استفاده کردند.
دکتر گان در این باره گفت: ترکیب دو فناوری پروتئومی بسیار کمی به ما این امکان را می دهد تا تعاملات تاو را با وضوح مکانی و زمانی بی سابقه در نورون های انسان برقرار کنیم.
در ادامه به طور غیرمنتظره ای، این تیم پژوهشی کشف کرد که تاو با پروتئین هایی که در سیناپس ها آزاد می شوند و سیگنال ها را به نورون های همسایه می فرستند، برهم کنش می کند. دکتر گان گفت، این ممکن است به نسخه های بیماری زای تاو اجازه دهد تا از یک ناحیه مغز به منطقه دیگر گسترش یابند و به توضیح این پدیده کمک کند که نورون‌هایی که با هم آسیب می بینند اغلب با هم می میرند.
یافته شگفت انگیز دیگر این است که پروتئین های تاو با بسیاری از پروتئین های موجود در میتوکندری های تولید کننده انرژی نورون‌ها برهمکنش قوی دارند. به گفته دکتر گان، ما دریافتیم که جهش های بیماری زا باعث کاهش تعامل پروتئین تاو و میتوکندری شده و عملکرد میتوکندری را مختل می کنند.
به گزارش سیناپرس، دکتر گان و تیم تحقیقاتی او وقتی داده‌های بیماران را تجزیه و تحلیل کردند، دریافتند که بیماران مبتلا به آلزایمر سطوح پایین تری از پروتئین های تعامل کننده با تاو از جمله پروتئین‌های میتوکندری دارند. بیماران مبتلا به شدیدترین نوع بیماری، کمترین میزان پروتئین های برهم کنش کننده تاو را داشتند.
دکتر گان همچنین میتوکندریمعتقد است که تحقیقات تیم او می تواند به دانشمندان کمک کند تا نشانگرهای زیستی جدیدی را برای تشخیص علائم اولیه اختلال عملکرد میتوکندری ایجاد کرده و به پزشکان اجازه می دهد زودتر در روند بیماری زوال عقل و آلزایمر مداخله کرده و آن را کنترل کنند.
شرح کامل این پژوهش و یافته های حاصل از آن در آخرین شماره مجله تخصصی Cell منتشر شده است.
مترجم: مهدی فلاحی پناه
