راز مغز قدرتمند انسان در یک ژن نهفته است؟
پژوهشگران موسسه زاکرمن دانشگاه کلمبیا دریافتند سلولهای ایمنی مغز انسان موسوم به میکروگلیا برخلاف نمونههای مشابه در موش برای رسیدن به بلوغ به جای چند هفته، به ۴ تا ۸ سال زمان نیاز دارند، یافتهای که میتواند سرنخ تازهای درباره علت رشد منحصربهفرد مغز انسان و تواناییهای شناختی پیچیده آن ارائه کند.
به گزارش گروه ترجمه خبرگزاری برنا به نقل از ساینس دیلی، میکروگلیاها فراوانترین سلولهای ایمنی موجود در مغز هستند و نقش مهمی در محافظت از بافت عصبی در برابر عوامل تهدیدکننده، حذف نورونهای آسیبدیده و شکلدهی به مدارهای عصبی در جریان رشد مغز دارند.
اکنون دانشمندان موسسه زاکرمن دانشگاه کلمبیا برای نخستین بار نشان دادهاند که میکروگلیاهای انسان نیز مانند نورونهای انسانی بسیار آهستهتر از سلولهای مشابه در سایر جانوران بالغ میشوند.
کارلوس دیاز-سالازار نویسنده اصلی این پژوهش که در مجله Neuron منتشر شده است میگوید این رشد آهسته ممکن است به میکروگلیاهای انسانی اجازه دهد در مغز انسان به شیوهای متفاوت اثر بگذارند و در شکلگیری تواناییهای شناختی پیشرفته انسان نقش داشته باشند.
ژنی انسانی که سرنخ را در اختیار پژوهشگران گذاشت
پژوهشگران بیش از ۱۵ سال است که در آزمایشگاه فرانک پولیو در موسسه زاکرمن ژن SRGAP۲ را بررسی میکنند. این ژن یکی از چند ده ژنی است که نسخههای تکثیرشده آن تنها در انسان مشاهده شده است.
هدف این تحقیقات شناسایی تغییرات ژنتیکیای است که در جریان تکامل به شکلگیری مغز متفاوت انسان نسبت به سایر گونهها کمک کردهاند.
پژوهشهای پیشین پولیو نشان داده بود نسخههای ویژه انسانی ژن SRGAP۲ موجب افزایش تعداد سیناپسها میشوند؛ سیناپسها همان محلهای ارتباط میان نورونها هستند. این نسخههای ژنی همچنین باعث میشوند سیناپسها با سرعتی غیرمعمول آهسته بالغ شوند. دو ویژگی که نورونهای انسان را از نورونهای سایر پستانداران متمایز میکند.
به گفته پژوهشگران این دوره طولانی رشد باعث شکلگیری نورونهایی با اتصالات قویتر و متراکمتر با سلولهای اطراف میشود و در نتیجه ظرفیت آنها برای پردازش و ذخیره اطلاعات افزایش مییابد، اما یافته جدید نشان میدهد اثر ژن SRGAP۲ احتمالا تنها به نورونها محدود نمیشود.
فعالیت ژن SRGAP۲ در میکروگلیا تقریبا ۱۰ برابر بیشتر است
دیاز سالازار در این مطالعه دریافت نسخههای ویژه انسانی ژن SRGAP۲ در سلولهای میکروگلیا تقریبا ۱۰ برابر بیشتر از نورونها وجود دارد.
همین موضوع پرسش مهمی را برای پژوهشگران ایجاد کرد: چرا این ژن در میکروگلیا تا این اندازه فعال است؟
میکروگلیاها پیشتر عمدتا بهعنوان سلولهایی شناخته میشدند که از مغز در برابر عفونتها محافظت کرده و به ترمیم بافت آسیبدیده کمک میکنند، اما تحقیقات دو دهه اخیر نشان داده است که نقش آنها بسیار گستردهتر است.
این سلولها در جریان رشد مغز در شکلگیری مدارهای عصبی نیز مشارکت دارند. میکروگلیاها حدود ۵ تا ۱۰ درصد سلولهای مغز را تشکیل میدهند و هنگام رشد مغز میتوانند در تعیین اینکه کدام سیناپسها حفظ و کدام یک حذف شوند نقش داشته باشند. آنها همچنین قادرند میزان پاسخدهی سیناپسها را در مدارهای عصبی افزایش یا کاهش دهند.
تفاوتی چشمگیر میان انسان و موش
پژوهشگران با انجام آزمایشهایی روی موشها و سلولهای انسانی دریافتند نسخههای ویژه انسانی ژن SRGAP۲ روند رشد میکروگلیا را به شکل چشمگیری طولانی میکنند.
در حالی که میکروگلیاهای موش تقریبا طی سه هفته به بلوغ میرسند میکروگلیاهای انسان برای تکمیل این فرآیند به حدود ۴ تا ۸ سال زمان نیاز دارند.
دیاز سالازار توضیح میدهد که این ژن در تنظیم سرعت رشد نورونها نقش دارد و در روند تکامل همین ژن برای تنظیم رشد میکروگلیاها نیز انتخاب شده است. این سلولها خود نقش مهمی در رشد نورونها دارند؛ بنابراین ممکن است این ژن باعث شود روند رشد این دو نوع سلول با یکدیگر هماهنگ باقی بماند.
آیا رشد آهستهتر راز مغز انسان است؟
مغز انسان در میان پستانداران از نظر طولانی بودن دوره رشد و بلوغ ویژگی منحصربهفردی دارد. این روند طولانی رشد که با عنوان نئوتنی (Neoteny) شناخته میشود یکی از ویژگیهایی است که دانشمندان آن را با تواناییهای شناختی پیشرفته انسان مرتبط میدانند.
یافتههای جدید نشان میدهد ژن SRGAP۲ ممکن است در هماهنگکردن بلوغ آهسته نورونها و میکروگلیاها نقش داشته باشد.
این هماهنگی میتواند به میکروگلیاها فرصت دهد در طول دوره بسیار طولانی شکلگیری مغز انسان بر ارتباطات میان نورونها اثر بگذارند و در نهایت به شکلگیری مدارهای عصبی پیچیدهتر کمک کنند.
به بیان دیگر پژوهشگران احتمال میدهند یکی از ویژگیهایی که مغز انسان را از مغز سایر پستانداران متمایز کرده تنها به نورونها مربوط نباشد بلکه سرعت رشد و تعامل میان نورونها و سلولهای ایمنی مغز نیز ممکن است بخشی از این تفاوت تکاملی باشد.
رمزگشایی از سازوکار ژن انسانی
پژوهشگران اکنون قصد دارند بررسی کنند که ژن SRGAP۲ دقیقا چگونه روند رشد آهسته یا نئوتنی را در نورونها، میکروگلیاها و سایر سلولهای مغزی ایجاد میکند.
فرانک پولیو پژوهشگر اصلی این مطالعه در موسسه زاکرمن میگوید هدف آنها بررسی تمام عناصری است که در شکلگیری مغز انسان نقش دارند تا مشخص شود چه عواملی از منظر تکاملی انسان را منحصربهفرد کردهاند.
این یافته از سوی دیگر میتواند برای مطالعه بیماریهای مغزی نیز اهمیت داشته باشد. پژوهشهای اخیر نشان دادهاند میکروگلیاها در اختلالات رشد عصبی و بیماریهای تحلیلبرنده عصبی نقش دارند بنابراین شناخت ویژگیهای منحصربهفرد میکروگلیاهای انسانی ممکن است در آینده به درک بهتر سازوکار این بیماریها و تفاوت آنها با بیماریهای مشابه در سایر گونهها کمک کند.
انتهای پیام/
