Əsas Elmlər İnstitutunun (IBS) tədqiqatçıları beyin hüceyrələrinin necə əlaqə saxladığını, əlaqə saxladığını və fəaliyyət göstərdiyini müəyyən etməyə kömək edən olduqca kiçik, lakin kritik bir genetik kod parçası müəyyən etdilər. Kəşf təkcə beynin naqillərinin necə qurulduğuna dair anlayışımızı dərinləşdirmir, həm də bir sıra nevroloji və psixiatrik vəziyyətlərin mənşəyini izah edə bilər.

IBS-də Sinaptik Beyin Disfunksiyaları Mərkəzi tərəfindən aparılan və KAIST-in görkəmli professoru, direktor Kim Eunjoon tərəfindən aparılan araşdırmada diqqət PTPδ adlı zülal üzərində cəmlənir – neyronlarda sinapslar, beyin hüceyrələrinə siqnal ötürməyə imkan verən əlaqələr yaratmağa kömək edən əsas molekul. Tədqiqat Nature Communications jurnalında dərc olunub .

PTPδ artıq autizm spektri pozğunluğu (ASD), DEHB, OKB və narahat ayaq sindromu kimi xəstəliklərlə əlaqələndirilsə də , tədqiqatçılar indi əvvəllər öyrənilməmiş bir detala yaxınlaşdılar: mini-ekson B kimi tanınan kiçik bir seqment.

Bu mini-ekson alternativ splicing adlanan proses vasitəsilə yaradılır , bu prosesdə hüceyrələr zülalın strukturunu və funksiyasını bir qədər dəyişdirmək üçün genetik materialın spesifik parçalarını daxil edir və ya istisna edir. Mini-ekson B cəmi dörd amin turşusundan ibarətdir, lakin komanda onun beyin inkişafı və davranışında təəccüblü dərəcədə güclü rol oynadığını aşkar etdi.

Beynin sinaptik “yapışqanına” daha yaxından nəzər salın

Beynin düşünmə, hiss etmə və hərəkət etmə qabiliyyəti elektrik və kimyəvi siqnalların incə tarazlığından asılıdır. Bu siqnallar sinapslar arasında yayılır, burada bir neyron digərinə mesaj ötürür. PTPδ kimi zülallar molekulyar Velcro kimi fəaliyyət göstərərək bu sinapsların düzgün formalaşmasına kömək edir – neyronları dəqiq uyğunlaşdırma ilə əlaqələndirir.

Tədqiqatçılar öz araşdırmalarında PTPδ genindən mini-ekson B-ni silmək üçün siçanları genetik olaraq dizayn ediblər. Nəticələr dramatik oldu: mini-ekson B itkin siçanların doğuşdan sonra sağ qalma nisbəti 30%-dən az idi ki, bu da onun erkən beyin inkişafı və canlılıqdakı mühüm rolunu vurğulayır. Digər tərəfdən, dəyişdirilmiş genin bir nüsxəsi olan siçanlar yetkinliyə qədər sağ qaldılar, lakin narahatlıq kimi davranış və azaldılmış hərəkət daxil olmaqla, aydın davranış dəyişiklikləri göstərdilər.

Bu siçanlarda beyin qeydləri də sinaptik fəaliyyətdə bir balanssızlıq göstərdi. Qranul hüceyrələr – məlumatı emal etmək üçün məsul olan neyronlar – daha zəif həyəcanlandırıcı giriş aldı, beyin fəaliyyətini nəzarətdə saxlamağa kömək edən interneyronlar isə daha güclü həyəcan siqnalları aldı. Bu həyəcan-inhibisyon balanssızlığı müxtəlif neyroinkişaf və psixiatrik pozğunluqların əlamətdar xüsusiyyətidir.

Molekulyar ipuçları: Kilid və açar tərəfdaşlığı

Bu kiçik seqmentin beyin siqnalına necə təsir etdiyini öyrənmək üçün tədqiqatçılar PTPδ ilə qarşılıqlı əlaqədə olan zülalları araşdırdılar. Onlar kəşf etdilər ki, PTPδ IL1RAP adlı başqa bir zülalla molekulyar kompleks əmələ gətirir – ancaq mini-ekson B mövcud olduqda. Bu mini-ekson olmadan, PTPδ həyəcanlandırıcı sinapsların meydana gəlməsi üçün kritik yolu pozaraq IL1RAP ilə əlaqə qurmaq qabiliyyətini itirir.

Bu qarşılıqlı əlaqə hüceyrə tipinə xas oldu, yəni hansı neyronların iştirak etməsindən asılı olaraq fərqli davranır. Bu spesifiklik səviyyəsi mini-ekson B-nin silinməsinin beynin bəzi hissələrinə digərlərindən daha çox təsir etdiyini izah edir.

Direktor Eunjoon dedi: “Bu tədqiqat hətta ən kiçik genetik elementin də sinir dövrələrinin tarazlığını necə poza biləcəyini göstərir. Bu, alternativ birləşdirmədəki səhvlərin beyin pozğunluqlarında dərin nəticələrə səbəb ola biləcəyini xatırladır.”

İnsan beyni pozğunluqları üçün təsirlər

Bu, PTPδ-nin mini-ekson B-nin funksiyasını nümayiş etdirən ilk in vivo tədqiqatdır. Tapıntılar, mikroeksonun birləşdirilməsində pozulmaların bir neçə nöropsikiyatrik vəziyyətin əsasını təşkil edə biləcəyinə dair artan sübutlar nəzərə alınmaqla xüsusilə aktualdır.

Autizm və DEHB kimi şərtlər getdikcə pozulmuş sinaptik inkişafla əlaqələndirilir və bu araşdırma bunun baş verə biləcəyi bir mexanizmi izah etməyə kömək edir. Bu, həm də təkcə genlərin deyil, onların hüceyrə mexanizmləri tərəfindən necə yığıldığına dair kiçik dəyişikliklərin də öyrənilməsinin vacibliyini vurğulayır.

Gələcəyə baxsaq, bu anlayışlar splicing tənzimlənməsini hədəfləyən və ya təsirlənmiş fərdlərdə normal sinaptik tarazlığı bərpa etməyə kömək edən terapiyaların inkişafı haqqında məlumat verə bilər.

Daha çox məlumat: Seoyeong Kim və digərləri, PTPδ-da alternativ olaraq birləşdirilmiş mini-ekson B hüceyrə tipinə xas trans-sinaptik PTPδ-IL1RAP qarşılıqlı əlaqəsi vasitəsilə həyəcanverici sinapsları tənzimləyir, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-59685-3

Jurnal məlumatı: Nature Communications Əsas Elmlər İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir