Lõikelaud ajus säästab aega

Tänu DNA koopiate varudele õpime kiiremini

Võimalus paindlikult kohaneda muutustega ikka ja jälle on meie aju üks muljetavaldavamaid saavutusi. © Lagereek / mõttekoda
ettelugemist

Nutikas töö: uutele stiimulitele kiiremini reageerimiseks loovad neuronid raku tuumas DNA koopiate pakkumise. See näeb ette pika sammu kohandamisprotsessis. Kuna ladustatud molekule tuleb vajadusel ainult pisut modifitseerida, enne kui need moodustavad uute valkude kavandi. Tulemus: võtab vaid mõni minut, kuni aju närvirakud saavad uue funktsiooni - mitme tunni asemel - hakkama.

Meie ümbritsev maailm on keeruline ja pidevalt muutuv - puutume pidevalt silmitsi millegi uuega. Meie aju üks intrigeerivamaid saavutusi on selle kaose korraldamine ja muutustega kohanemine ikka ja jälle. Ainult seetõttu, et üksikud närvirakud, sünapsid ja terved ajupiirkonnad saavad paindlikult kohaneda, oleme võimelised õppima.

Kuid miks on aju närvirakud võimelised õppeprotsessides nii kiiresti muutuma? See on teadlastele siiani olnud mõistatus. Et neuron saaks uue funktsiooni, tuleb olulised valgud kõigepealt valmistada keeruka kopeerimisprotsessi abil. DNA põhiteave on nn RNA. Neid molekule modifitseeritakse seejärel konkreetse valgu tootmiseks täpse kavandi saamiseks - see on pikk protsess.

RNA molekulid laos

Tegelikult kuluks mitu tundi, kuni asi neuronaalse stiimuli kaudu valkude uue tootmiseni jõuaks. Tegelikkuses muutuvad neuronid sageli palju kiiremini. Baseli ülikooli Oriane Maugeri ümbruse teadlased on nüüd avastanud hämmastavalt kiire kohanemise taga peituva saladuse.

RNA varustusest saab molekule kiiresti mobiliseerida ja töövalmis muuta. © Baseli ülikool

Meeskond leidis, et aju närvirakud töötavad aja säästmiseks triki abil: nad lihtsalt toodavad teatud RNA molekule ja hakkavad neid isegi osaliselt viilutama. Seejärel jõuavad poolvalmis molekulid raku tuuma, oodates omamoodi lõikelauale, et neid tegelikult kasutada. kuva

Kahekümne tunni asemel viis minutit

"DNA kopeerimine, nn transkriptsiooniprotsess, on närvirakud juba ette ära teinud, " ütleb Mauger. Kui närvirakku tabab neuronaalne stiimul, tuleb deponeeritud RNA molekulid ainult lõpule viia. See tähendab tohutut aja kokkuhoidu. Kuna transkriptsioon on kaugelt kõige aeganõudvam samm uute valkude tootmisel.

Suurte geenide korral võtab protsess signaalist valgu valmimiseni tavaliselt kümme kuni kakskümmend tundi. "Fakt, et RNA molekulid esinevad juba töötlemata kujul, mis tuleb vaid lõpule viia, lühendab protsessi viie minutini, " ütleb Mauger.

"Täiesti uus regulatiivne mehhanism"

Ainult see lõikelaua abil on närvirakkudel võimalik oma funktsioone nii kiiresti kohandada. "Meie jaoks on see uuring paljastanud täiesti uue regulatiivse mehhanismi, " ütleb kaasautor Peter Scheiffele. "Tulemused annavad meile täiendava selgituse, kuidas eriti neuronid suudavad kiireid plastilisi muutusi juhtida." (Neuron, 2016; doi: 10.1016 / j.neuron.2016.11.032)

(Baseli ülikool, 22.12.2016 - DAL)