Beyin gelişimindeki sorunların nedeni ortaya çıktı

Stanford Medicine tarafından yapılan bir araştırma, beyindeki gelişim bozukluklarının protein şekillenmesi sürecindeki aksaklıklarla bağlantılı olabileceğini ortaya koydu. 

Araştırmada, TRiC adı verilen bir protein kompleksindeki (birden fazla proteinin oluşturduğu yapı) genetik mutasyonların nöbetler, zihinsel engellilik ve anormal beyin gelişimine yol açtığı belirlendi.

Proteinler, hücrelerin temel yapı taşlarını oluşturuyor ve görevlerini yerine getirebilmek için belirli bir şekil kazanması gerekiyor. Bu süreç, protein şekillenmesi olarak adlandırılıyor. 

Amino asitlerden oluşan uzun zincirler, hücre içinde belirli bir üç boyutlu yapıya dönüşerek işlevsel hale geliyor. Ancak bu süreçte meydana gelen aksaklıklar, proteinlerin işlevsiz hale gelmesine ve hücre içinde toksik etkiler yaratmasına neden olabiliyor. 

Alzheimer ve Parkinson gibi hastalıkların yanı sıra, beyindeki gelişim bozukluklarının da bu süreçteki sorunlarla bağlantılı olduğu düşünülüyor.

Araştırmada, protein şekillenmesinde önemli bir rol oynayan TRiC (Tri-Chaperonin Kompleksi) isimli bir yapı incelendi. TRiC, amino asit zincirlerini doğru yapıya dönüştürerek hücrelerin hayati işlevlerini yerine getirmesine yardımcı oluyor. 

İnsan vücudundaki proteinlerin yaklaşık yüzde 10’u bu kompleks sayesinde doğru formuna ulaşabiliyor. Araştırmacılar, özellikle CCT3 (Chaperonin Containing TCP-1 Subunit 3) genindeki mutasyonların TRiC’in işlevini bozarak proteinlerin yanlış şekillenmesine neden olduğunu belirledi. Bu durumun, sinir hücrelerinin gelişiminde ve işlev kazanmasında önemli rol oynayan aktin ve tubulin gibi proteinleri etkilediği ortaya çıktı.

Bu bulgular, sinir hücrelerinin temel yapısının nasıl şekillendiğini ve işlev gördüğünü anlamak açısından büyük bir önem taşıyor. Aktin ve tubulin, hücrelerin iskeletini oluşturan proteinler olarak biliniyor. Sinir hücrelerinin doğru şekilde oluşması, büyümesi ve işlevlerini yerine getirmesi bu proteinlerin sağlıklı şekilde şekillenmesine bağlı. Yanlış şekillenmiş aktin ve tubulin proteinleri, sinir hücrelerinin yapısını bozarak nöbetler ve zihinsel engellilik gibi sorunlara yol açıyor.

Araştırma kapsamında, genetik mutasyonların bu etkileri 21 hasta üzerinde incelendi. TRiC kompleksinin 8 bileşeninden 7’sinde mutasyon tespit edilen bu bireylerde nöbetler, zihinsel engellilik ve anormal beyin gelişimi gibi belirtiler gözlemlendi. Araştırmacılar, bu bulguların protein şekillenmesi sürecinin beyindeki gelişim üzerindeki kritik önemini ortaya koyduğunu belirtti. Ancak bu etkilerin sadece insanlarda değil, genetik yapısı insanlarla benzer olan zebra balıklarında da gözlemlenmesi araştırmayı daha ileri bir noktaya taşıdı.

Zebra balıkları, genetik benzerlikleri nedeniyle biyomedikal araştırmalarda sıklıkla kullanılan bir model organizma. TRiC mutasyonu taşıyan zebra balıkları üzerinde yapılan deneylerde, beyin gelişiminde kusurlar ve hareket bozuklukları tespit edildi. İnsan hastalarında görülen semptomlarla örtüşen bu bulgular, protein şekillenmesi sürecindeki aksaklıkların nörolojik sorunlara nasıl yol açtığını anlamada önemli bir kanıt sağladı.

Araştırmacılar, bu sorunları incelemek için hasta kaynaklı hücrelerden sinir hücreleri üretmeyi planlıyor. Bu yaklaşım, protein şekillenmesi sürecindeki aksaklıkların insan beyni üzerindeki etkilerini daha ayrıntılı bir şekilde anlamayı ve yeni tedavi yöntemleri geliştirmeyi hedefliyor. Araştırmada, TRiC kompleksindeki mutasyonların neden olduğu hastalıklar “TRiCopathies” olarak adlandırıldı.

Kaynak: Science