کشف خاموشی تصادفی یک آنزیم کلیدی در مغز

به گزارش روابط عمومی پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، نتایج یک پژوهش جدید نشان می دهد که یک آنزیم کلیدی برای عملکرد مغز به طور تصادفی خاموش می شود و این یافته می تواند پیامد هایی بر توسعه دارو هایی فراتر از علوم اعصاب داشته باشد.
پژوهش جدیدی که توسط پژوهشگران دانشگاه کپنهاگ انجام شده، نشان داده است که آنزیم& V-ATPase، آنزیمی که تصور می شود نقشی کلیدی در عملکرد مغز دارد، به طور تصادفی ناگهان حتی برای چند ساعت خاموش می شود.
بر اساس بیانیه مطبوعاتی پژوهشگران این پژوهش، این کشف پتانسیل تغییر درک ما از نحوه عملکرد مغز را در خود دارد.
آنزیم V-ATPase آنزیمی است که می تواند مولکول های ATP، واحد انتشار انرژی سلول را تجزیه کند، زیرا پروتون ها را از غشاهای سلولی پمپاژ می کند. این آنزیم در تمام انواع سلولی پستانداران یافت می شود. با این حال، به نقش مهمی در سلول های مغز نسبت داده شده است، جایی که عمل آن انتقال دهنده های عصبی را به وزیکول های سیناپسی بارگذاری می کند.
به عبارت ساده، این آنزیم مسئول تامین انرژی برای پر کردن کیسه های غشایی بین نورون های همسایه با مواد شیمیایی است که برای انتقال پیام بین آنها لازم است. بنابراین، این آنزیم برای ارتباطات عصبی بسیار مهم است یا حداقل این همان چیزی است که پژوهشگران تاکنون فکر می کردند باشد.

کار با نورون های موش برای اولین بار
پژوهش های قبلی در مورد V-ATPase و فعالیت آن با استفاده از آنزیم هایی انجام شده است که از باکتری ها منشاء می گیرند. با این حال، گروه پژوهشگران دانشگاه کپنهاگ برای پژوهش های خود تصمیم گرفتند از آن نوع از V-ATPase استفاده کنند که از مغز موش ها گرفته شده بود.
پژوهشگران دریافتند که کیسه های غشایی هر نورون دقیقاً حاوی یک مولکول آنزیم V-ATPase است. علاوه بر این، به نظر می رسد که این آنزیم در فواصل زمانی تصادفی خاموش می شود و فرآیند بارگیری انتقال دهنده عصبی را متوقف می کند. به طور کلی، این آنزیم در حدود ۴۰ درصد از مواقع، غیرفعال است.
از آنجایی که این یافته درک ما از نحوه عملکرد نورون ها را بر هم می زند، این موضوع باعث شگفتی پژوهشگران شده است، چرا که بدون آنزیم فعال، کیسه یا سیناپس غشایی در حالت ایده آل باید خالی باشد و قادر به انتقال سیگنال ها نباشد یا این که نورون ها راه دیگری برای انتقال اطلاعاتی دارند که دانشمندان هنوز از آن اطلاعی ندارند.

فراتر رفتن از علوم اعصاب
همان طور که پیش از این اشاره شد، آنزیم V-ATPase در تمام انواع سلول های پستانداران وجود دارد و کنجکاوی دنیای علم را برای جستجوی نقش آن در متاستاز سرطان و سایر بیماری های تهدید کننده زندگی برانگیخته است. بنابراین، آنزیم V-ATPase یک هدف دارویی بالقوه است که توسط جامعه علمی به شکل گسترده در حال بررسی است.
پژوهشگران هنگام غربالگری دارو ها تمایل دارند به طور همزمان از سیگنال های میلیاردها مولکول آنزیمی استفاده کنند. از آنجایی که فرض بر این بود که آنزیم ها دائماً کار می کنند، دانستن میانگین اثر دارو در بیشتر موارد برای پژوهشگران کافی است.
اما در مورد V-ATPase اکنون می دانیم که این آنزیم می تواند برای مدتی طولانی خاموش شود و سپس دوباره به فعالیت بازگردد. پژوهشگران برای اینکه بدانند یک دارو واقعاً خوب عمل می کند یا خیر، باید بتوانند رفتار آن را تا یک مولکول اندازه گیری کنند تا تعیین کنند که آیا دارو اثر مورد نظر خود را ارائه می دهد یا نه.
در بیانیه مطبوعاتی پژوهشگران دانشگاه کپنهاگ آمده است: پژوهش های انجام شده توسط ما اکنون به پژوهشگران این امکان را می دهد که این رفتار را اندازه گیری کنند و همچنین می توانند جریان هایی را که یک میلیون بار کوچک تر از روش های معمولی هستند، تشخیص دهند.
یافته های این پژوهش در مجله "نیچر"(Nature) منتشر شده است.

V-ATPase
V-ATPases در غشای پلاسمایی طیف گسترده ای از سلول ها مانند استئوکلاست ها (سلول های جذب کننده استخوان)، ماکروفاژ ها، نوتروفیل ها، اسپرم ها، سلول های روده میانی حشرات و سلول های تومور خاص یافت می شوند.