چگونه مغز می‌داند چه زمانی باید زباله‌ها را بیرون ریخت؟

باشگاه خبرنگاران جوان – شاید برای شما هم جالب باشد که بدانید مغز ما دارای یک «خدمات خانه داری» مخصوص به خود است. این خدمات خانه داری، در واقع یک مکانیسم پیچیده‌ای است که بقایای فعالیت‌های سلولی را تمیز می‌کند.

اما یکی از مسائل کلیدی برای دانشمندان تا کنون این بوده است که چگونه مغز می‌داند چه زمانی بایستی این «سطل زباله» را تخلیه کند؛ مسئله‌ای که با تلاش دانشمندان آمریکایی پرده از راز آن برداشته شد.

طبق پژوهشی که نتایج آن در تاریخ ۲۱ ژانویه ۲۰۲۲ در مجله علمی «نورون» (Neuron) به چاپ رسیده است، تیمی از دانشمندان دانشگاه ییل آمریکا، پروتئینی را کشف کردند که کلید این فرایند به حساب می‌آید؛ فرایندی که به نام «اتوفاژی» (خودخواری) شناخته می‌شود. این پروتئین که «ATG-۹» نام دارد، فعالیت‌های سیانپسی را تنظیم کرده و سیگنالی را مبنی بر نیاز به افزایش اتوفاژی می‌فرستد؛ به طوری که بقایا و زباله‌های سلولی که با افزایش فعالیت‌ها ایجاد شده اند، بلعیده شده و تجزیه می‌شوند.

در این پژوهش جدید تیم تحقیق به سرپرستی «دنیل کولون راموس» استاد علوم اعصاب و سلول در علوم پزشکی دانشگاه ییل آمریکا و «سیسی یانگ» دانشجوی دکترا در دانشگاه ییل بر روی عملکرد پروتئین ATG-۹ متمرکز شدند که در نزدیکی سیناپس سلول‌های عصبی مشاهده شده بود.

این دانشمندان با استفاده از رویکرد‌های مولکولی ژنتیکی کشف کردند پروتئین ATG-۹ با استفاده از فرایندی به نام «چرخه وزیکول سیناپسی» (synaptic vesicle cycle) فعالیت‌های عصبی را دنبال می‌کند. زمانی که فعالیت‌های عصبی افزایش پیدا می‌کند، چرخه وزیکول سیناپسی نیز افزایش یافته و سیگنالی برای نیاز به پاکسازی اتوفاژی ارسال می‌شود.

سیسی یانگ در همین رابطه می‌گوید: ما فکر می‌کنیم همزمان با اینکه این سلول‌های عصبی فعالیت خود را انجام می‌دهند و اطلاعات را انتقال می‌دهند، پروتئین «ATG-۹» به مانند یک «گزارش عملکرد» رفتار می‌کند؛ به طوری که زمانی که فعالیت سلول‌های عصبی افزایش می‌یابد، این پروتئین کمک می‌کند تا سلول‌ها آگاه شده و اتوفاژی بیشتری را برای پاکسازی‌های آتی تولید کنند. بنابر این، پروتئین ATG-۹ به مانند هماهنگ کننده یک فعالیت سیناپسی و اتوفاژی عمل می‌کند.

منبع: پایگاه اینترنتی دانشگاه ییل آمریکا