Çalışma, ışığın nöronları nasıl aktive edebileceğini açıklıyor

0
27

Kredi: Florida Teknoloji Enstitüsü

İnsan beyninde ortalama 86 milyar nöron bulunur. Bu sinir hücreleri, sinaps olarak bilinen bağlantı noktalarında birbirine bağlıdır ve bazı nöronlarda bu tür 10.000 kadar sinaps vardır. Beyin işlevini anlamanın anahtarı, karmaşık nöronların bu mantıksız düzenlemesinin, bellek depolama dahil olmak üzere belirli davranışlara ve bilişsel işlevlere nasıl yol açtığını daha iyi kavramaktır.

Kimyasal uygulamaları nörobiyolojik tekniklerle birleştiren son gelişmeler, ışığın, seçilen sinapsları aktive ederek belirli nöronları açmak için bir tetikleyici olarak kullanılmasını sağladı. Glutamat (öğrenme ve hafızada önemli bir molekül) gibi aktif molekülleri etkili bir şekilde bağlayan kimyasal gruplar, sinir sinyallerini kapalı durumda tutarak kontrol etmeye yardımcı oldu. İsteğe bağlı olarak, hedeflenen ışık, nöronları ve dolayısıyla ilgili yolları açmaya yol açan aktif molekülleri açığa çıkarabilir. Bu prosedürün başarısının anahtarı, karmaşık bir şekilde ışığın moleküler bağları kırmadaki etkinliğine bağlıdır.

Önceden, ışığın en verimli ışığa duyarlı moleküllerden bazılarını temsil eden NitroIndolinyl (NI) olarak adlandırılan belirli molekül sınıflarının açığa çıkmasına neden olabileceği kesin mekanizma hakkında çok az şey biliniyordu.

Florida Tech’teki Nasri Nesnas ve Roberto Peverati’nin araştırma grupları, aktif molekülleri serbest bırakmak için bağların nasıl kırıldığına dair önemli ayrıntıları ortaya çıkaran doğru hesaplama çalışmaları yürütebildiler. Bu, beyin sinyallerini modüle edebilen diğer moleküllerin gelecekteki tasarımlarını mümkün kılmak için son derece değerlidir. Işığın bu tür kimyasal bağ bölünmesini indükleme yeteneğinin bu daha geniş kavranması, ışığa çok daha duyarlı olan, daha az miktarda bu tür maddeler gerektiren ve böylece diğer komşu nöronlarla herhangi bir müdahaleyi en aza indiren sistemlerin inşa edilmesine yol açacaktır.

Ortak çalışma yakın zamanda Scientific Reports’ta yayınlandı.

Çalışma, ışığın nöronları nasıl aktive edebileceğini açıklıyor

MDNI-Glu’nun (R = CH2CH2CH (NH2) COOH) kapaksız hale getirilmesi için önerilen farklı mekanizmalar: Migration Pathway (MP) – Pálfi ve ark.39 tarafından rapor edilen hesaplama mekanizması; Cyclization Pathway (CP) – Ellis-Davies ve ark.34 tarafından Morrison’un deneysel verilerine dayanan mekanizma. Kredi: Bilimsel Raporlar (2021). DOI: 10.1038 / s41598-020-79701-4

Florida Tech’ten, makalenin ilk yazarı Pierpaolo Morgante, bu tür bir sürecin gerçekleşebileceği iki yol olduğunu öğrenmekten heyecan duydu. “Önceki literatürde bu yolla ilgili bazı karışıklıklar olduğunu görünce şaşırdım ve bu mekanizmaları gerçekten anlamakla ilgilenmeye başladım. Gerçekten sıra dışı bir şey keşfettim.”

Bu yeni sonuçların merkezinde yer alan güvenilir hesaplama metodolojisinin geliştiricilerinden biri olan Peverati, şunları ekledi: “Metodumuz ve ilgili yazılımı, bu yolda yer alan moleküllerin enerjilerini güvenilir bir şekilde tahmin etme yeteneğine sahiptir. İçlerinde bulunan her bir elektronun davranışını simüle etmek. Programımız, özel literatürdeki birçok tartışmanın kaynağı olan bir mekanizmayı açıklığa kavuşturmamızı sağladı.Yazılımımızdan elde edilen tahminler, Dr. yaklaşımımızın güvenilirliği. Bu sonuçlar bize, bu bilgisayar yazılımını, nöronları incelemek için kullanılabilecek ışığa daha duyarlı yeni molekülleri tahmin etmek için kullanabileceğimize dair güven veriyor. “

Bu bileşikleri hazırlayan grubu Nesnas, çalışmanın sonucundan memnun kaldı.

“Işık, son yıllarda sinirbilimde güçlü bir araç olarak ortaya çıktı” dedi. “Bu çalışmaya kadar daha önce aynı anda gerçekleştiği gözlemlenmemiş iki iyi bilinen fotokimyasal süreci birleştiren alışılmadık bir yol olduğunu fark ettik. Bu, fotokimya dünyasında heyecan verici bir bulgu.”

Karmaşık beyin ağını anlayabilmek, Alzheimer hastalığı, epilepsi, depresyon ve diğer beyin rahatsızlıkları gibi zor beyin bozukluklarının ardındaki olası nedenleri netleştirmeye yardımcı olur.

Yeni ‘moleküler’ araç, beyin hücrelerindeki bireysel sinapslara ışık tutmaya yardımcı olur Daha fazla bilgi: Pierpaolo Morgante et al. 1-asil-7-nitroindolinin ışıkla yıpranmasında siklizasyon ile olağandışı Norrish tip I ve tip II nitro-asil göç yolları arasındaki rekabet, hesaplamalarla ortaya kondu, Scientific Reports (2021). DOI: 10.1038 / s41598-020-79701-4 Florida Institute of Technology tarafından sağlanmıştır.

Alıntı: Çalışma, ışığın nöronları nasıl aktive edebileceğini açıklıyor (2021, 25 Şubat), 25 Şubat 2021’de https://medicalxpress.com/news/2021-02-neurons.html adresinden alındı

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacına yönelik herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin olmaksızın hiçbir bölümü çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz