Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Queensland Beyin Enstitüsü araştırmacıları, frontotemporal demansta Fyn enzimi ile Tau proteini arasındaki bağlantıyı inceledikten sonra bulguyu yaptılar. Profesör Frederic Meunier ve Dr. Ramón Martnez-Mármol liderliğindeki araştırma ekibi, hafıza ve öğrenmenin önemli bir yönü olan Fyn'in, nöronal iletişimin gerçekleştiği nöronlar arasındaki bağlantı merkezleri olan sinapslarda hareketsiz kaldığında son derece aktif hale geldiğini keşfetti.

Baş yazar Dr. Martínez-Mármol, "Süper çözünürlüklü mikroskopi kullanarak, artık bu enzimleri tek tek ve gerçek zamanlı olarak canlı nöronlarda rastgele hareket ederek görebiliriz" dedi.

Araştırma ekibi, bu enzimlerin harekete geçtiğinde açık bir yapıya (açan bir çiçeğe benzer) dönüştüğünü ve hareketlerini yavaşlattığını keşfetti. Daha sonra tekrar döngülerine başlamak için yeniden katlanmadan ve dağılmadan önce protein kümelerini kümeler veya oluştururlar.

Martínez-Mármol, "Bir eylemi tamamlamaları gerektiğinde, Fyn enzimleri yavaşlar ve işlevlerini başlatmak için sinapsta toplanır" dedi.

Öğrenme ve hafıza için protein kümeleri anahtarı

Bu süreç doğal olarak nöronlar arasındaki sinapslarda binlerce kez gerçekleşir ve öğrenme ve hafızanın temeli olan nöronal iletişimi sürdürmek için gereklidir. Profesör Frederic Meunier, öğrenme ve hafızanın gerçekleşmesi için Fyn'in bu dinamik kümeleri oluşturması gerektiğini açıkladı. 

Profesör Meunier, "Ancak dengeyi herhangi bir şekilde değiştirirseniz - çok az veya çok fazla kümelenmeniz olur, patolojik sorunlar geliştirirsiniz" dedi.

Araştırma, ekibin Tau'nun hafıza işlevinde kritik bir mekanizmayı etkilediğini keşfettikleri önceki çalışmalarını takip ediyor.

Ekip, süper çözünürlüklü mikroskopi kullanarak, nöronların frontotemporal demansta bulunan Tau'nun mutant bir versiyonuna maruz kaldığında, Fyn enziminin kümelenmesinin, zayıflatıcı bir zincir reaksiyonunu tetikleme potansiyeli ile vurgulandığını gösterdi.

Alzheimer hastalığı ve frontotemporal demans dahil olmak üzere farklı demans biçimlerinin ilerlemesi için gerekli olan Fyn ve Tau ilişkisi, dünya çapında birçok laboratuvar tarafından kanıtlanmıştır; ancak, bu patolojik etkileşimin arkasındaki kesin moleküler mekanizmalar bilinmiyordu.

Zehirli Tau, demans örümcek ağı oluşturur

Daha da önemlisi, bu mutant Tau, hücreler içinde küçük jel benzeri damlacıklar olan biyomoleküler kondensatlar olarak bilinen şeyi oluşturmak için daha yüksek bir eğilime sahiptir. Bazı proteinler, belirli koşullar altında, sulu bir çözeltideki petrol sızıntılarına benzeyen damlacıklar oluşturarak kendiliğinden kümelenme eğilimindedir. Tau bu proteinlerden biridir.

Nöronal sinapslarda oluşursa, bu Tau damlacıkları Fyn molekülleri için mükemmel bir tuzak oluşturarak onları son derece hareketsiz tutar ve kümelenmelerini ve aktivasyonlarını daha uzun süre vurgular.

Martínez-Mármol, "Örümcek ağı gibi. Normalde Fyn durur ve hareket eder, durur ve hareket eder. Frontotemporal demansta, Fyn bu jel benzeri yapı içinde sıkıştıkça daha fazla durur. Bu nedenle Tau damlacıkları, sinapsta ek Fyn proteinlerini çeker."dedi.

Profesör Meunier, Tau biyomoleküler kondensatlarının bu toksik zincir reaksiyonunu tersine çevirmenin anahtarı olabileceğini söyledi.Profesör Meunier, "Normal Fyn kümeleme dinamiklerini yeniden kurmak için gelecekteki terapi için mükemmel hedef olduklarına inanıyoruz. Teorik olarak, toksik Tau biyomoleküler kondensatlarının oluşumuna saldırmak, demans sürecinin gerçekleşmesini önlemelidir." şeklinde aktardı.

Makale:nature.com