Anıların ömür boyu sürmesini sağlayan ‘Moleküler Tutkal’

Uluslararası araştırmacılardan oluşan bir ekip tarafından yürütülen ve 26 Haziran’da Science Advances dergisinde yayınlanan çalışmada, beynin anıları onlarca yıl boyunca nasıl sakladığını açıklayan önemli bir biyolojik mekanizma ortaya çıkarıldı. 

Araştırmacılar; anıların ömür boyu sürebilmesini sağlamak için diğer proteinleri bağlayan “moleküler tutkal” işlevi gören KIBRA adlı bir molekül keşfettiler.

Beyin hücreleri, uzun süreli anıları korumak için nöronlar arasındaki bağlantıları veya sinapsları güçlendirmeye yardımcı olan proteinler üretiyor. 

Kritik proteinlerden biri, nöronlar tarafından sürekli olarak üretilen PKMzeta enzimi. Ancak, bu enzimin belirli anıların sonsuza dek kalmasını sağlamak için doğru sinapslara gitmeyi nasıl “bildiği” sorusu yanıtsızdı. 

Yeni bulgular KIBRA’nın güçlü sinapslara yapışan ve ayrıca PKMzeta’yı onlara yönlendiren bir “tutkal” gibi davrandığını gösterdi. KIBRA adlı molekül, enzimi güçlü sinapslara yapıştırıyor ve bozunduğunda enzimin yerini alacak yeni PKMzeta’yı çağırıyor. 

Deneyler ve sonuçlar

Laboratuvar deneylerinde ekip, KIBRA ile PKMzeta arasındaki etkileşimin engellenmesinin farelerin uzun süreli hafıza testlerinde performanslarını etkileyip etkilemediğini araştırdı. Bu testler, farelerin daha önce elektrik şokuna maruz kaldıkları bir alana girmekten kaçınmayı hatırlayıp hatırlayamadıklarını görmeyi içeriyordu.

KIBRA ile PKMzeta arasındaki etkileşimin engellenmesi, farelerin uzun süreli mekansal hafızalarını, yani şok bölgesinden kaçınma yeteneklerini bozdu.

Farklı bir deneyde, PKMzeta bozulduğunda bile hipokampüste KIBRA ve PKMzeta’nın yeni komplekslerinin oluştuğunu bulundu. Bu da farelerin şok bölgesini bir ay boyunca hatırlamalarına yardımcı oldu.

Araştırmanın geleceği

New York Üniversitesi’nde sinir bilimi profesörü André Fenton şunları söyledi: “Moleküllerin uzun süreli hafızayı nasıl depoladığını anlamaya yönelik önceki çabalar, tek moleküllerin bireysel eylemlerine odaklanmıştı. Çalışmamız, bunların sürekli hafıza depolamasını sağlamak için nasıl birlikte çalıştıklarını gösteriyor. Bu kalıcı sinaptik etiketleme mekanizması, onları destekleyen proteinler değiştirilirken bile hafızaların zamanla korunmasını sağlar.”

Bu çalışmanın en ilgi çekici yönlerinden biri, hafızayla ilgili bozuklukları tedavi etmedeki potansiyel çıkarımları. 

SUNY Downstate Sağlık Bilimleri Üniversitesi’nde profesör Todd Sacktor’a göre, “Hafızaların nasıl korunduğunu anlamak, Alzheimer hastalığı ve PTSD gibi durumlar için yeni tedavilere yol açabilir.”

Çalışma ayrıca KIBRA ile PKMzeta arasındaki bağın bozulmasının yerleşik anıları silerek terapötik müdahale için potansiyel bir yol sağlayabileceğini ortaya koydu.

Kaynak: Science