پروتئومیکسعلوم اعصاب

توضیح نیاز به خواب با بررسی تغییرات برگشت‌پذیر در پروتئین‌های عصبی

نیاز به خواب، طی دوره‌های بیداری بلند مدت، افزایش می یابد و خواب، مغز را با طراوت می‌سازد. با این حال درباره مکانیسم‌هایی که پشت این نیاز وجود دارند چیز زیادی نمی‌دانیم. با مطالعه بر روی دو مدل موش دارای نیاز به خواب تشدید شده، پژوهشگران دریافته اند که فسفریلاسیون، یک مجموعه قابل شناسایی از پروتئین‌های عمدتاً سیناپسی (SNIPP) را حین بیداری افزایش داده که با خواب از بین می‌روند. این پژوهش، شواهدی را فراهم می‌کند که نشان می دهد چرخه فسفریلاسیون و دی‌فسفریلاسیون SNIPPها، می‌تواند یکی از روش‌هایی باشد که مغز توسط آن هموستازی یا تعادل خواب و بیداری را حفظ می‌کند.


پژوهشگران متمرکز در دانشگاه Tsukuba ژاپن، گروهی از فسفوپروتئین‌ها را کشف کردند که زمانی که موش‌ها بیدار هستند افزایش یافته و در حین خواب از بین می‌روند.

دوره‌های طولانی بیداری می‌توانند منجر به نقص شناختی شوند و افزایش نیاز به خواب را افزایش دهند. سپس خواب از طریق تغییراتی در بیوشیمی مولکولی، مغز را تازه می‌کند. این تغییرات روی انعطاف‌پذیری عصبی و عملکرد مغز تاثیر می‌گذارند، اما اساس مولکولی «خواب آلودگی» هنوز به خوبی درک نشده است.

نظریه کنونی برای چرخه خواب و بیداری فرض می‌کند که بیداری حافظه را کدگذاری کرده در حالی که خواب حافظه را تحکیم می‌کند و هموستاز سیناپسی را باز می‌گرداند. پژوهشگران گمان می‌کنند که بستر مولکولی نیاز به خواب باید در همه ی مناطق مغز دیده شود، در حین بیداری به صورت تدریجی افزایش یافته و با خوابیدن از بین برود. یافته‌های آن‌ها، که به تازگی در نشریه Nature منتشر شده است، نشان می‌دهد که فسفریلاسیون می‌تواند کلید حل این مسئله باشد.

در حالت عادی، پروتئین های سلولی می‌توانند توسط اضافه شدن برگشت پذیر گروه‌های شیمایی فسفوریل تعدیل شوند که به آن فسفوریلاسیون می‌گویند. این پژوهشگران از تکنیک هایی برای آنالیز این که چه پروتئین‌هایی فسفوریلاسیون شده‌اند و چه پروتئین‌هایی نتوانستند این کار را انجام دهند، استفاده کردند. این روش به آن‌ها امکان داد تا فسفریلاسیون طیف وسیعی از پروتئین‌های مغزی را که هم زمان خواب و هم نیاز به آن را افزایش می‌دهد، در موش‌های محروم از خواب و موش‌های دارای جهش یک نقطه‌ای یا خواب‌آلود، شناسایی و اندازه گیری کنند.

شیکیانگ وانگ نویسنده اول این مقاله، بیان کرده است: «عملکردهای پروتئینی می‌تواند توسط فسفریلاسیون ویژه مکانی روشن یا خاموش شده، یا توسط انباشت فسفریلاسیون چندین مکانی، تعدیل شوند. بنابراین به نظر می‌رسد احتمالا الگوهای فسفریلاسیون می‌توانند فرایندهای زمینه نیاز به خواب را آشکار کنند.»

نتایج طیف سنجی جرمی و ایمونوشیمیایی، افزایش در تعداد فسفریلاسیون، چندین پروتئین را در مغز کلیه موش‌های جهش یافته خواب‌آلود و موش‌های محروم از خواب نشان داد. اما به طور کلی، فراوانی پروتئین‌ها تغییر نکرد و پژوهشگران دریافتند که الگوی فسفریلاسیون در مغز موش‌های جهش یافته خواب‌آلود، الگوی مغزی موش‌های محروم از خواب را تقلید می‌کند.

آن ها همچنین یک افرایش وابسته به دوز را در رویدادهای فسفریلاسیون در فسفوپروتئوم کل مغز یافتند، که نشان دهنده نیاز به خواب بود.

با آنالیز مقدار تغییرات در فسفریلاسیون، پژوهشگران ۸۰ پروتئین را کشف کردند که در هنگام خواب‌آلودگی موش، بیش از حد فسفریلیده می‌شوند. آن‌ها این پروتئین‌ها را فسفوپروتئین‌های شاخص نیاز به خواب (SNIPP) نام نهادند.

ماساهی یاناگیساو، کمک نویسنده این مقاله، اظهار کرده است: «با مقایسه موش‌های محروم از خواب و موش‌های جهش یافته خواب آلود، ما توانستیم اثرات بیداری دراز مدت، خواب دراز مدت و استرس را فیلتر کنیم. یافته‌های ما نشان می‌دهند که چرخه فسفریلاسیون و دی‌فسفریلاسیون SNIPP می‌توانند روشی باشند که مغز با آن، هموستاز خواب و بیداری را تنظیم می‌کند.»

❇️ ترجمه: محمد شجاعیه

✅ منبع: Nature
عضویت در کانال زیست فن

Rate this post
برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن