Təbiətdə nəşr olunan yeni bir araşdırma , qoxu duyğu neyronlarının (OSN) hansı genləri ifadə edəcəyini seçməkdə fövqəladə dəqiqliyə necə nail olduqlarını ortaya qoyur.

Mexanizm təəccüblüdür ki, o, günlərlə davam edən, genom təşkilində uzun müddətdir mövcud olan tapmacanın həllinə kömək edən bərkişəbənzər molekulyar kondensatları ehtiva edir.

Kolumbiya Universitetindən Prof. Stavros Lomvardasın rəhbərlik etdiyi tədqiqat biologiyanın ən maraqlı suallarından birinə cavab verir: Burundakı qoxu duyğu neyronları təxminən 1000 mövcud variantdan yalnız bir qoxu reseptoru (OR) genini ifadə etməyi necə bacarır?

Hər bir neyron xüsusi qoxu molekullarının aşkarlanmasında ixtisaslaşmalıdır və bu dəqiq seçim prosesi tək və ya seçim kimi tanınır. Qoxu duyğumuz üçün vacibdir.

Phys.org Prof. Lomvardasa bu araşdırmanı aparan motivasiya haqqında danışıb.

“Məni qoxu reseptorlarının seçilməsi prosesi və bu neyronların bu məqsədə çatmaq üçün xromosomlar arasında yüksək spesifik və son dərəcə sabit genomik qarşılıqlı əlaqə yaratması heyran etdi” dedi.

Genomun qatlanması paradoksu

Tədqiqat elm adamlarının genom qatlanması paradoksu adlandırdıqları şeyi həll edir.

Hüceyrələrdə DNT həm genləri (zülalları meydana gətirən), həm də gücləndiricilər adlanan tənzimləyici elementləri (genlərin işə salınması və ya söndürülməsinə nəzarət edən) ehtiva edir.

Bu gücləndiricilər , yaxınlıqdakı oxşar ardıcıllığa məhəl qoymadan minlərlə əsas cütlükdə yerləşən gen ardıcıllığı ilə seçici, sabit kontaktlar yaradır .

Bu, molekulyar qarşılıqlı təsirlərin ənənəvi anlayışını çətinləşdirir. Normalda zülallar mövcud olan ən yaxın yerə bağlanır.

Professor Lomvardasın əvvəlki işi OSN-lərin çoxxromosomal gücləndirici mərkəzlər yaratdığını müəyyən etdi. Bunlar müxtəlif xromosomlardan olan tənzimləyici gücləndiricilərin bir OR genini aktivləşdirmək üçün birləşdiyi üçölçülü strukturlardır. Lakin bu prosesin biokimyəvi əsası hələ də anlaşılmaz olaraq qalırdı.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1748863411&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-olfactory-neurons-unexpected-solid-clusters.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS41NSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM3LjAuNzE1MS41NSJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMzcuMC43MTUxLjU1Il0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1748863411468&bpp=1&bdt=270&idt=-M&shv=r20250528&mjsv=m202505270101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1748863149%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1748863149%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1748863149%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=5998654339446&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2224&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092712%2C31092782%2C95353386%2C95360390%2C95362441%2C42533293%2C95344788%2C95361620%2C95362172%2C31061690&oid=2&pvsid=6441911852660767&tmod=1648405896&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=71

Gözlənilməz möhkəm davranış

Tədqiqatçılar diqqəti iki transkripsiya faktorunun (LHX2, EBF1) və adapter zülalının (LDB1) davranışını öyrənməyə yönəldiblər . Birlikdə OR gen ifadəsini tənzimləyirlər.

Becərilmiş OSN-lərdə zülalların təmizlənməsi təcrübələrindən və canlı hüceyrə təsvirindən istifadə edərək, komanda əvvəlcə digər bioloji faza ayırma sistemlərinə bənzər maye kimi kondensatları müşahidə etməyi gözləyirdi. Ancaq təcrübələr fərqli bir şey ortaya qoydu.

“Mən həmişə düşünürdüm ki, bu proses maye faza keçidləri ilə idarə olunacaq. Bu, mənim bu layihəyə daxil olmaq üçün əvvəlcədən düşündüyüm fikir idi”, – professor Lomvardas etiraf etdi.

“Lakin təcrübələrimizdən ortaya çıxmağa başlayan məlumatlar əksini göstərirdi. Bu kondensatlar maye damcıları kimi deyil, bərk aqreqatlar kimi davranırdılar.”

Bərkəbənzər nukleoprotein kondensatları diqqətəlayiq sabitlik nümayiş etdirdi.

Təmas zamanı birləşən və sərbəst molekulyar hərəkətə imkan verən tipik maye damcılarından fərqli olaraq, bu strukturlar flüoresan bərpası (ağartma) təcrübələrində 10 dəqiqədən sonra belə öz formasını saxlamış və heç bir molekulyar mübadilə nümayiş etdirməmişdir.

Nəticələr o qədər təəccüblü idi ki, tədqiqatçılar əvvəlcə bunun eksperimental artefakt olduğunu düşündülər.

Kompozit motivlər

Bu bərk faza keçidinin mexanizmini başa düşmək üçün tədqiqatçılar sistematik ardıcıllıq modifikasiyası apardılar.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Müəyyən DNT ardıcıllıqlarının və ya kompozit motivlərin bərk kondensat əmələ gəlməsinə səbəb olduğunu müəyyən etdilər. Gücləndiricilər üçün dəqiq nümunə LHX2 və EBF1 bağlama yerlərinin tam olaraq bir əsas cütü ilə ayrılmış düzülüşü idi.

“Biz əvvəlki təcrübələrdən bilirdik ki, iybilmə reseptor genlərinin gücləndiriciləri bizim “kompozit” adlandırdığımız DNT motivini əhəmiyyətli dərəcədə zənginləşdirir, çünki o, 1 DNT bazası ilə ayrılmış iki müxtəlif DNT motivinin birləşməsidir”, – deyə Prof. Lomvardas izah edib.

Buna görə də, bərk kondensatların yalnız xüsusi gücləndiricilərlə əmələ gəldiyini görəndə tədqiqatçılar bunu dərhal kompozit motivlərin olması ilə əlaqələndirdilər.

Bu ardıcıllığın spesifikliyi homofilik nukleoprotein qarşılıqlı təsirinə imkan verir, bu mexanizm eyni DNT motivləri üzərində yığılmış zülal komplekslərinin müxtəlif ardıcıllıqlarda əmələ gələn komplekslər istisna olmaqla bir-birinə üstünlük verdiyi bir mexanizmdir.

Mexanizmi daha yaxşı başa düşmək üçün tədqiqatçılar siçanların qoxu toxumalarından istifadə edərək 3D genom təşkilini tədqiq ediblər. Onlar aşkar etdilər ki, OR gücləndiriciləri “Yunan adaları” təşkil edir.

Bu Yunan adaları kompozit motivləri ehtiva edən müxtəlif xromosomlardakı gücləndiricilər arasında yüksək spesifik, ultra uzunmüddətli qarşılıqlı təsirləri təmsil edir, eyni zamanda bu ardıcıllıqla olmayan yaxınlıqdakı gücləndiriciləri istisna edir.

Kondensatlar kimyəvi həllə qarşı müqavimət göstərdi və günlər ərzində sabitliyi qorudu, neyronların daimi gen ifadə proqramlarını necə qura biləcəyini izah etdi.

Olfaktör neyronlardan kənarda

Tapıntılar bu mexanizmin iybilmə xaricində sabit gen ifadə proqramları tələb edən digər hüceyrə növlərinə, xüsusən də post-mitotik neyronlara tətbiq oluna biləcəyini göstərir.

“Biz başa düşməyə başlayırıq ki, xromosomda və ya xromosomlar arasında meqabaza olan DNT ardıcıllıqları arasında genomik qarşılıqlı təsirlər iybilmə sensor neyronlarına xas deyil. Beləliklə, oxşar biokimyəvi prinsiplər onların yığılmasını təşkil etmək və sabitliyini təşviq etmək üçün tətbiq edilməlidir”, – professor Lomvardas bildirib.

Gələcəkdə komanda bu bərk faza keçidlərinin struktur əsaslarını araşdırmağı və oxşar prinsiplərdən istifadə edən digər bioloji sistemləri müəyyən etməyi planlaşdırır.

Daha çox məlumat: Joan Pulupa et al, Bərk faza keçidləri genomun qatlama paradoksunun həlli kimi, Təbiət (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09043-6 .

Jurnal məlumatı: Təbiət 

© 2025 Science X Network