کشف خاموشی تصادفی یک آنزیم کلیدی در مغز!

به گزارش آی‌زندگی، پژوهش جدیدی که توسط پژوهشگران دانشگاه کپنهاگ انجام شده، نشان داده است که آنزیم V-ATPase، آنزیمی که تصور می‌شود نقشی کلیدی در عملکرد مغز دارد، به ‌طور تصادفی ناگهان حتی برای چند ساعت‌ خاموش می‌شود. بر اساس بیانیه مطبوعاتی پژوهشگران این پژوهش، این کشف پتانسیل تغییر درک ما از نحوه عملکرد مغز را در خود دارد.

به نقل از ایسنا، آنزیم V-ATPase آنزیمی است که می‌تواند مولکول‌های ATP، واحد انتشار انرژی سلول را تجزیه کند، زیرا پروتون‌ها را از غشاهای سلولی پمپاژ می‌کند. این آنزیم در تمام انواع سلولی پستانداران یافت می‌شود. با این حال، به نقش مهمی در سلول‌های مغز نسبت داده شده است، جایی که عمل آن انتقال دهنده‌های عصبی را به وزیکول‌های سیناپسی بارگذاری می‌کند.

به عبارت ساده، این آنزیم مسئول تامین انرژی برای پر کردن کیسه‌های غشایی بین نورون‌های 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 می‌کردند باشد.

کار با نورون‌های موش برای اولین بار

پژوهش‌های قبلی در مورد V-ATPase و فعالیت آن با استفاده از آنزیم‌هایی انجام شده است که از باکتری‌ها منشاء می‌گیرند. با این حال، گروه پژوهشگران دانشگاه کپنهاگ برای پژوهش‌های خود تصمیم گرفتند از آن نوع از V-ATPase استفاده کنند که از مغز موش‌ها گرفته شده بود.

پژوهشگران دریافتند که کیسه‌های غشایی هر نورون دقیقاً حاوی یک مولکول آنزیم V-ATPase است. علاوه بر این، به نظر می‌رسد که این آنزیم در فواصل زمانی تصادفی خاموش می‌شود و فرآیند بارگیری انتقال‌دهنده عصبی را متوقف می‌کند. به طور کلی، این آنزیم در حدود ۴۰ درصد از مواقع، غیرفعال است.

از آنجایی که این یافته درک ما از نحوه عملکرد نورون‌ها را بر هم می‌زند، این موضوع باعث شگفتی پژوهشگران شده است، چرا که بدون آنزیم فعال، کیسه یا سیناپس غشایی در حالت ایده‌آل باید خالی باشد و قادر به انتقال سیگنال‌ها نباشد یا این که نورون‌ها راه دیگری برای انتقال اطلاعاتی دارند که دانشمندان هنوز از آن اطلاعی ندارند.

فراتر رفتن از علوم اعصاب

همانطور که پیش از این اشاره شد، آنزیم V-ATPase در تمام انواع سلول‌های پستانداران وجود دارد و کنجکاوی دنیای علم را برای جستجوی نقش آن در متاستاز سرطان و سایر بیماری‌های 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 داروها تمایل دارند به طور همزمان از سیگنال‌های میلیاردها مولکول آنزیمی استفاده کنند. از آنجایی که فرض بر این بود که آنزیم‌ها دائماً کار می‌کنند، دانستن میانگین اثر دارو در بیشتر موارد برای پژوهشگران کافی است.

اما در مورد V-ATPase اکنون می‌دانیم که این آنزیم می‌تواند برای مدتی طولانی خاموش شود و سپس دوباره به فعالیت بازگردد. پژوهشگران برای اینکه بدانند یک دارو واقعاً خوب عمل می‌کند یا خیر، باید بتوانند رفتار آن را تا یک مولکول اندازه‌گیری کنند تا تعیین کنند که آیا دارو اثر مورد نظر خود را ارائه می‌دهد یا نه.در بیانیه مطبوعاتی پژوهشگران دانشگاه کپنهاگ آمده است: پژوهش‌های انجام شده توسط ما اکنون به پژوهشگران این امکان را می‌دهد که این رفتار را اندازه‌گیری کنند و همچنین می‌توانند جریان‌هایی را که یک میلیون بار کوچک‌تر از روش‌های معمولی هستند، تشخیص دهند.

یافته‌های این پژوهش در مجله “نیچر”(Nature) منتشر شده است.