Yaygın Beyin Reseptörünün Şaşırtıcı Etki Mekanizması Açığa Çıkıyor

Beyindeki en önemli moleküllerden biri, bilim insanlarının düşündüğü gibi çalışmıyor. Columbia Üniversitesi Vagelos Doktorlar ve Cerrahlar Koleji ve Carnegie Mellon Üniversitesi araştırmacıları tarafından Nature dergisinde yayınlanan sonuçlar daha etkili ve daha az yan etkili yeni nesil nörolojik ve psikiyatrik tedavilerin geliştirilmesine yardımcı olabilir.

Yeni araştırma, beyindeki en yaygın nörotransmiter olan glutamata yakından bakıyor. Glutamat beyin hücreleri üzerindeki, hücreye kanal açan reseptörlere bağlanarak iyonların bir elektrik sinyali yaymak için geçmesine izin verir. Columbia'da biyokimya ve moleküler biyofizik doçenti ve makalenin kıdemli yazarı Alexander Sobolevsky, 'Beynin çalışma şekli nöronlar arasındaki iletişimdir ve bunlar bu iletişime izin veren ana reseptörlerdir' diyor. Her reseptör dört moleküle kadar glutamat bağlayabilir ve dört farklı iletkenlik düzeyi üretebilir. Önceki çalışmalar, bağlanma ile iletkenlik arasındaki geçişi basit basamaklı bir süreç olarak tanımlamıştı; bağlanan her bir glutamat molekülü iletkenliği bir adım artırıyordu.

Bu açıklama mantıklı olsa da kimse bunu doğrulamak için yeterince yakından bakmamıştı. Yeni çalışmada araştırmacılar, glutamatın reseptöre bağlanmasının ilk ayrıntılı resmini ortaya çıkarmak için kriyoelektron mikroskobu adı verilen bir tekniği gelişmiş bir veri analiziyle birleştirdi. Bu görüntüler glutamatın reseptörün alt birimine yalnızca belirli şekillerde bağlandığını ortaya koydu. Bu, her bir alt birimin glutamatı bağımsız olarak bağladığı ve nöron sinyalizasyonu ve ilaç tepkisinde karmaşıklık düzeyi gösterdiği yönündeki hakim görüşü bozuyor.

Sobolevsky ve meslektaşları, basit aşamalı geçişler yerine, herhangi bir glutamatın diğer iki alt birime bağlanmasından önce bir glutamat molekülünün iki spesifik reseptör alt biriminden birine bağlanması gerektiğini buldu. Ek olarak, reseptörün iletkenlik düzeyi kendisine bağlanan glutamat sayısıyla doğrudan ilişkili değildi; bir reseptör iki veya daha fazla glutamata bağlanabilmekte ancak yine de sadece ilk iletkenlik düzeyine ulaşabilmekteydi.

Sonuçlar tamamen yeni bir araştırma yolu açıyor ve ekip şimdi nöronlar üzerindeki farklı yardımcı moleküllerin etkileşimi nasıl etkilediğini araştırıyor. Glutamat reseptörlerinin spesifik aktivasyon durumları hakkında daha fazla bilgi edinmek, depresyon, demans, Parkinson hastalığı, epilepsi ve inme gibi glutamat reseptörlerini içeren durumlar için daha iyi ilaçların geliştirilmesine yardımcı olabilir.