كيف يعرف الدماغ متى يتخلص من مخلفات النشاط العصبي
بقلم بيل هاثاواي
25 يناير 2022
المترجم : عدنان أحمد الحاجي
المقالة رقم 33 لسنة 2022
How the brain knows when to take out the trash
By Bill Hathaway
january 25,2022
لدى الدماغ خدمة تعتني بنظافته، وهي آلية متطورة تتكفل بتنظيف مخلفات النشاط الخلوي. لكن الباحثين واجهوا صعوبة في معرفة كيف يعرف الدماغ بالضبط متى يبدأ عملية ”التقاط القمامة «تنظيف المخلفات» الخلوية“ هذه.
فريق من الباحثين بقيادة جامعة ييل تعرف على بروتين أساسي لهذه العملية، يُعرف باسم الالتهام الذاتي autophagy. هذا البروتين، ATG-9، يراقب النشاط المشبكي synaptic activity ويعطي إشارة على الحاجة إلى زيادة مستوى نشاط الالتهام الذاتي، حيث النفايات العصبية الناتجة عن زيادة النشاط العصبي تُبتلع وتتحلل، حسبما أفادوا هؤلاء الباحثون في 21 يناير 2022 في مجلة Neuron «انظر[1] . [المترجم: عملية الالتهام الذاتي“أوتوفاجي" autophagy هي عملية تؤدي دورًا مهمًّا في التخلص من مكونات الخلية غير الضرورية أو التالفة أو تلك التي فقدت وظيفتها، وتسمح بعملية إعادة تدوير مكونات الخلية وتساعد كذلك في التخلص من مسبِّبات الأمراض من بكتيريا وفيروسات التي قد تهاجم الخلايا].
الطفرات التي تؤثر في نقل بروتين ATG-9 وحركته «trafficking، انظر [2] عند الروابط العصبية والمعروفة بالمشابك العصبية قد تساعد في تفسير فشل عملية الالتهام الذاتي في أداء وظيفتها أثناء زيادة النشاط المشبكي، وهو القصور «النقص» المرتبط بالعديد من الأمراض العصبية التنكسية، بما في ذلك مرض باركنسون.
”الخلايا العصبية كثيرًًا ما تكون نشطة وتتعرض آليتها للتلف“. كما يقول كبير المؤلفين دانيال كولون راموس Daniel Colón-Ramos، برفسور علم الأعصاب وبيولوجيا الخلية في كلية الطب بجامعة ييل، ومدير مركز التطور / النماء العصبي[3] واللدونة العصبية[4] في معهد وو تساي Wu Tsai بجامعة ييل.
كلما أصبحت هذه الخلايا العصبية أكثر نشاطًا، كلما زادت الحاجة إلى عملية الالتهام الذاتي للتخلص من المكونات الخلوية التالفة. أثناء عملية الالتهام الذاتي، تكوِّن الخلايا العصبية عضيات خلوية organelle [وهي الأجزاء أو الأجسام الحية الموجودة في سيتوبلازم الخلية، 5] وهي المقابل الخلوي لشاحنة نقل القمامة، والتي تعزل المكونات الخلوية التالفة وتنقلها ولاحقًا تدمرها. أين ومتى تتكون العضيات الخلوية يُعد أمرًا مهمًا لأن التقاط القمامة يحتاج إلى توقيت وتنسيق. كيف تقوم الخلايا العصبية بتنسيق هذه العملية ظل أمرًا غامضًا.
بالنسبة لهذه لدراسة الجديدة[1] ، كان فريق البحث - بقيادة كولون راموس والمؤلف الأول سيسي يانغ Sisi Yang، مرشح الدكتوراه في جامعة ييل - مهتمًا بوظيفة البروتين ATG-9، الذي لاحظوه بالقرب من المشابك العصبية للخلايا العصبية. باستخدام مقاربات الوراثيات الجزيئية genetic molecular approaches «انظر [6] ، اكتشفوا أن بروتين ATG-9 يتتبع نشاط الخلايا العصبية وذلك بالخضوع لعملية تسمى دورة الحويصلة المشبكية العصبية synaptic vesicle cycle «انظر[7] ، حيث تقوم الخلايا بإفراز الناقلات العصبية التي تقوم بوظائف الدماغ. ووجدوا أنه عندما يزداد النشاط المشبكي العصبي، تزداد كذلك نشاط دورة الحويصلة المشبكية العصبية كما يزداد نقل وحركة بروتين ATG-9. وهذا بدوره يشير إلى الحاجة إلى ما يقوم بعملية الالتهام الذاتي للتنظيف.
”نعتقد أنه بينما تؤدي هذه الخلايا العصبية وظيفتها وتنقل المعلومات، يعمل بروتين ATG-9 بمثابة سجل للنشاط الخلوي الذي، عندما يزداد نشاط الخلايا العصبية، فإنه يقوم بالمساعدة في تنبيه الخلايا العصبية بإنتاج العضيات الخلوية استعدادًا لعمليات التنظيف المستقبلية“. ”لذلك، يعمل بروتين ATG-9 كمنسق للنشاط المشبكي العصبي وعملية الالتهام الذاتي.“
تضيف النتائج أيضًا قرينةً أخرى إلى الباثلوجيا التي وراء الأمراض التنكسية العصبية التي رُبطت بوظيفة الالتهام الذاتي المختلة. على سبيل المثال، وجد المؤلفون أن العديد من الطفرات المتعلقة بالنشاط المشبكي العصبي - بما في ذلك الطفرات الجينية التي تم التعرف عليها لدى البشر والتي لها علاقة بمرض باركنسون - تؤثر في نقل وحركة بروتين ATG-9 [داخل وخارج الخلية] عند المشابك العصبية وتعيق قدرة الخلايا العصبية على زيادة عملية الالتهام الذاتي عندما يرتفع نشاط الخلايا العصبية.
”وجدنا أنه في كل من الخلايا العصبية لدى الفقاريات واللافقاريات «راجع مثلًا 8»، أن ما يؤثر على نقل وحركة بروتين ATG-9 [داخل أو خارج الخليجة] عند المشابك العصبية يؤثر كذلك في قدرة الخلايا العصبية على القيام بعملية الالتهام الذاتي استنادًا إلى نشاط الخلايا العصبية،“ كما قال كولون راموس. ”حقيقة أن هذه الآفات الجينية genetic lesions [وهي التلف / العطب الجيني الذي يصيب الجين أو الكروموسوم أو البروتين ويُعرف على أنه موضع للتحور، بحسب [9] نفسها قد قُرنت بالاضطرابات التنكسية العصبية توفر في الوقت الحالي أهدافًا لإعادة تنشيط عمليات التنظيف هذه، وربما تمنع الخلل الوظيفي العصبي الذي لوحظ في الأمراض التنكسية العصبية.“
