Moleküllerin Anılara Dönüşümü İlk Defa Kameraya Kaydedildi!

Sinirbilimciler, anı oluşturan moleküllerin canlı bir hayvanın beynindeki dolaşımını gerçek zamanda ilk kez gözlediler. Bu eşi görülmemiş buluş, sinir hücrelerinin anıları nasıl oluşturduğuna ışık tutuyor.

Anıyı hatırlayabilmenin, daha doğrusu yeniden oluşturabilmenin öncesinde onun kodlanması ve beyinde saklanması gereklidir. Moleküler yapıların değişimini gerektiren ve nöronlar arasındaki sinaptik transmisyonları değiştiren, dinamik ve karmaşık bir süreçtir. Ancak bu süreci olurken izlemek, söylemesi kolay yapması zor bir iştir. 

Floresan Yeşil Parıltı

Gerçekte nöronlar her türlü tahribata inanılmaz derecede duyarlıdır, bu nedenle onları canlı beyin hücrelerinde anı oluşturma işlerini yaparken gözlemlemek hiç de kolay bir iş değildir. Bunun üstesinden gelmek ve zarar vermeden onları derinlemesine incelemek için, Yeshiva Üniversitesi’ndeki Albert Einstein Tıp Fakültesi araştırmacıları, beta aktin proteini (hücre yapısı ve sağlamlığı için gerekli proteinler) kodlayan mesajcı RNA’nın (mRNA) tüm moleküllerini floresanla işaretledikleri bir fare modeli geliştirdiler.

Beta aktin, beyin nöronlarında bulunan ve yapısal olarak önemli olan bir proteindir, aynı zamanda anı oluşumunda anahtar bir role sahiptir. mRNA ise DNA’nın genetik bilgisini kopyalayıp onu proteinlere ileten, böylece yaşamı mümkün kılan büyük bir RNA molekül ailesidir. Bu sürecin oluşumunu aşağıdan izleyebilirsiniz:

Maskeleme ve Maske Kaldırma

Bu inanılmaz videoyu yapmak için, araştırmacılar farenin hipokampusundaki (anıların oluşturulduğu ve saklandığı yer) nöronları uyardılar. Floresanla parlaklaştırılan beta aktin mRNA moleküllerini, nöronların çekirdeğinde oluşurken ve dendritler (nöronların dallanmış çıkıntıları) arasında dolaşırken izlediler.

Bilim insanları bunu izlerken, nöronlardaki mRNA’nın, anı oluşturan proteinlerin işlevlerini yönetmek için çok ustaca ve daha önce görülmemiş bir strateji geliştirdiğini fark ettiler. Bilim insanlarının “maskeleme” ve “maskeyi kaldırma” olarak tanımladıkları bu özgün süreç, beta-aktin proteinin belirli zaman ve yerlerde ve belirli miktarlarda sentezlenmesini sağlıyor. Baş araştırmacı Robert Singer açıklamasında şunları belirtti:

Nöronların protein sentezini özellikle aktifleştirmesi ve sonra kapatması, anıların oluşma şekli tahminlerimize birebir uyuyor. Nöronun sıkça uyarılması, mRNA’nın sık ve kontrollü atışlar hâlinde orada bulunmasını sağlıyor, bu da sinapsın güçlenmesi için beta-aktin proteinin tam da gerekli olan yerde toplanmasına neden oluyor.

İlginç şekilde, araştırmacılar yapay bir gen kullanmak zorunda olmadan veya deneyi tehlikeye atabilecek başka bir müdahaleye gerek kalmadan bir fare modeli geliştirebildiler.