تغییرات ژنتیکی ظریف می توانند سرنخ های جدیدی در مورد صرع بدهن | ستاد علوم و فناوری های شناختی
تغییرات ژنتیکی ظریف می توانند سرنخ های جدیدی در مورد صرع بدهند.
گاهی اوقات، حتی تغییر یک نوکلئوتید در یک ژن می تواند باعث بیماری جدی شود. در فردی جوان مبتلا به صرع، این نوع جهش نه تنها بر عملکرد پروتئین مورد نظر تأثیر گذاشته است بلکه می تواند عملکرد چندین پروتئین نزدیک به هم را نیز مهار کند.
این در مطالعه ای که توسط محققان سوئدی در مجله PNAS منتشر شده است، "بیولوژی مولکولی" ژنتیکی اشکال صرع را روشن می کند.
در این مطالعه، محققان یک جهش ناشناخته را در یک کودک مبتلا به صرع پیدا کردند. او یک تغییر بسیار ظریف- یک نوکلئوتید منفرد که در ژن KCNA2 دارد متفاوت است که این ژن پروتئین کانال یونی را تولید می کند. (کانال های یونی پروتئین هایی هستند که منافذی را در غشای سطح سلولی تشکیل می دهند.)
هنگامی که کانال ها باز می شوند، اجازه می دهند یون های دارای بار الکتریکی خاص به داخل یا خارج از سلول جریان پیدا کنند. این باعث تحریک یا پایان دادن به تکانه های الکتریکی در سلول ها، مانند سلول های عصبی یا عضلانی می شود. بنابراین، کانال های یونی برای عملکرد مغز مهم هستند.
به طور معمول، بین سیگنال‌هایی که فعالیت سلولی را افزایش می‌دهند و سیگنال‌هایی که آن را سرکوب می‌کنند، تعادلی در مغز وجود دارد. در صرع تعادل به هم می خورد و سلول های عصبی سیگنال هایی را به صورت کنترل نشده ارسال می کنند. کانال یونی که در بیمار جهش یافته است، به طور معمول یک اثر تضعیف کننده بر سیگنال دهی عصبی دارد.
آنچه در این کانال یونی جالب است که هم جهش هایی که عملکرد را افزایش می دهند و هم آنهایی که عملکرد را کاهش می دهند با صرع مرتبط هستند. به نظر می رسد که شما به میزان مناسبی از فعالیت الکتریکی نیاز دارید، در غیر این صورت خطر ابتلا به تشنج افزایش می یابد.
با استفاده از روش‌های آزمایشی مختلف، تیم تحقیقاتی دریافتند که سلول‌ها می‌توانند پروتئین‌های کانال جهش یافته را تولید کنند، اما نمی‌توانند آنها را به غشای سطحی سلول خود منتقل کنند. از آنجایی که کانال های جهش یافته در داخل سلول به دام افتاده بودند، هیچ فعالیت کانال یونی قابل اندازه گیری وجود ندارد.
دو نسخه از بیشتر ژن های ما وجود دارد. بیمار یک نسخه جهش یافته و یک نسخه معمولی دارد، بنابراین می توان انتظار داشت که 50 درصد کانال های یونی عملکردی مناسب داشته باشند. اما زمانی که دانشمندان این شرایط را در آزمایشگاه شبیه سازی کردند، مشخص شد که فعالیت کانال در مقایسه با حالت عادی به 20 درصد می رسد. این جهش ظاهراً عملکرد پروتئین های طبیعی را نیز کاهش داده است : جهش "منفی غالب".
برای درک چگونگی این اتفاق، باید در نظر بگیریم که این کانال یونی شامل چهار پروتئین به هم پیوسته است. محققان نشان دادند که پروتئین‌های ژن جهش‌یافته می‌توانند با پروتئین‌های ساخته‌شده توسط نسخه‌های معمولی ارتباط برقرار کنند و همچنین آنها را در داخل سلول نگه دارند.
و در اینجا به اصل داستان می رسد: در واقع، چندین ژن کانال یونی مربوط به KCNA2 وجود دارد. پروتئین های ساخته شده از این ژن های مختلف اغلب با هم مخلوط می شوند و کانال های یونی را تشکیل می دهند. هنگامی که دانشمندان پروتئین های KCNA2 جهش یافته را با پروتئین های ژن مرتبط KCNA4 مخلوط کردند، دریافتند که پروتئین های KCNA4 نیز از انتقال به سطح سلول جلوگیری می کنند.
پانتازیس می گوید: که وقتی پروتئین‌های کانال‌های مختلف با یکدیگر ترکیب می‌شوند تا کانال‌های یونی مخلوط را ایجاد کنند، این به تنوع و پیچیدگی زیاد سیگنال‌دهی سلول‌های عصبی کمک می‌کند. این تنوع برای فرآیندهایی که ما با عملکرد های مهم مغز مرتبط می‌کنیم، مانند افکار، آگاهی و تصور، مرتبط است.
با این حال، این توانایی پروتئین‌های کانال برای ترکیب شدن، ضرری نیز به همراه دارد، زیرا مغز در برابر جهش‌های منفرد و غالب منفی آسیب‌پذیر می‌شود، که می‌تواند عملکرد چندین کانال یونی را مختل کند و مانند این حهش باعث بیماری عصبی شود.
میشل نیلسون، دانشجوی دکترا و نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: مطالعه تأثیرات جهش‌ها بر کانال‌های یونی می‌تواند سرنخ‌های حیاتی در مورد مکانیسم‌های بیماری و استراتژی‌های درمانی بالقوه به ما بدهد.
آنتونیوس پانتازیس می‌گوید:از آنجایی که این جهش‌ها می‌توانند اثرات غیرمنتظره‌ای بر عملکرد کانال یونی داشته باشند، مطالعه آنها می‌تواند به اکتشافات جدیدی در مورد نحوه عملکرد بدن ما در سطح مولکولی منجر شود.
