Hafızanın Moleküler Kodlanmasına Işık Tutan Bir Çalışma

Çalışmalar, bellek oluşumu ile ilgili epigenetik değişimlerin sadece nöron hücrelerinin DNA'sında değil, nöral olmayan beyin hücrelerinde de gerçekleştiğini gösteriyor.

Yeni bir çalışma, DNA'nın kimyasal etiketlemesi yani DNA metilasyonu olarak da bilinen sürecin, beyinde anıların nasıl kodlandığı konusuna ışık tuttuğunu ortaya çıkardı.

Bu çalışma nöron olmayan hücrelerde de bellek oluşumunu kapsayan epigenetik değişimlerin olduğunu gösteriyor. Çalışma, Göttingen ve Münih'teki Alman Nörodejeneratif Hastalıklar Merkezi tarafından "Neuroscience" dergisinde yayınlandı.

Henüz beynin bellek ve öğrenme (anılardan sonuç çıkarma yeteneği) ile ilişkisi hakkında bilmediğimiz çok şey var. Bu konudaki en yaygın teori, anıların, beyindeki sinir hücrelerinin arasındaki bağlantıların değişmesi sonucu kodlandığıdır. Bu teori, "beynin plastisitesi" ardındaki fikirdir. Plastisite; beynin yaşam boyu değişebilmesi anlamına gelir.

Beyindeki bağlantıların oluşumu, güçlenmesi ve zayıflaması, gen ekspresyonundaki değişikler ile kontrol edilir. Gen ekspresyonu, kimyasal etiketlerin eklenmesi ve uzaklaştırılması sonucu moleküler seviyede gerçekleşen bir süreçtir.
DNA'nın kendisinin değişmeyip, sadece DNA'daki genlerin ekspresyonunun (ifadesinin) değişmesi sürecine "epigenetik" adı verilir. Gen ifadelerinin değişmesi, genlerin kapanıp açılması şeklinde de düşünülebilir. Epigenetik değişikler, DNA'nın omurgasındaki belirli yerlere, kimyasal markerler veya etiketlerin eklenmesi veya uzaklaştırılması sonucu yapılır ve buna DNA metilasyonu adı verilir. Değişimler, hücre çekirdeğinde DNA'yı paketleyen protein histonlarda da gerçekleşebilir.

DNA METİLASYONU BEYİN PLASTİSİTESİNİ KONTROLDE YARDIMCI

Böylece, belleğin epigenetik teorisi şunu önermektedir: Eğer birebir aynı DNA'ya sahip olan iki beyne sahip olsaydınız ve bu beyinler değişik deneyimlere maruz kalsalardı, beyinlerin DNA'sı deneyimlerin sonrasında da hala aynı olurdu ancak bu DNA'lar değişik epigenetik markerler taşırdı.

İşlemsel sistemler biyolojsinde araştırmacı ve makalenin eş yazarlarından olan Dr. Megali Hennion ise şunu söylüyor: "Bellek işlemleri ile ilgili epigenetik değişikler üzerine yapılan araştırmaların henüz oldukça başındayız."

Uzun dönemli belleğin kodlanması sürecinde, moleküler seviyede ne olduğunu görmek için, araştırmacılar fareleri özel test ortamlarını tanımaları için eğittiler ve daha sonra diğer beyin hücrelerinin DNA'sındaki epigenetik değişiklere baktılar. İki değişik tipte de epigenetik değişiklikler buldular: DNA metilasyonu (yani DNA'nın omurgasındaki kimyasal markerler) ve histon proteinindeki değişimler.

Bunların yanı sıra, gelecekte bellek ve bellek-öğrenme ile ilgili hastalıklar konularına ışık tutacak başka önemli detaylara da ulaştılar. Bir keşif, histon değişimlerinin, beyin plastisitesi ile alakalı genler üzerinde çok az etkisi olduğu gösteriyor.

Başka bir keşif ise, bellek oluşumu ile ilgili epigenetik değişimlerin, yalnızca birincil sinyal hücreleri olan nöronlarda olmadığı, aynı zamanda nöronları destekleyen ancak nöron olmayan gliyal hücrelerinde de gerçekleştiğini ortaya çıkardı.

Araştırmacılar, bellekteki nöron olmayan hücrelere daha yakından bakmayı planlıyor. Aynı zamanda, DNA metilasyonunun, beyin plastisitesini kontrole yardım ettiğini ve uzun dönemli bellek için önemli bir moleküler süreç olduğunu düşünüyorlar.

Metilasyon, belleği harap eden Alzheimer hastalığı gibi durumlar için de potansiyel bir tedavi olabilir. Araştırma ekibi, gelecekte bu konu üzerine odaklanmak niyetinde olduklarını ancak belleğin çalışmasını daha iyi anlayabilme amacının yanı sıra, belleğin zayıflamasını engelleme maksadıyla ilaçların etkin olacağı potansiyel hedefler aradıklarını belirtiyorlar. Nihai olarak Alzheimer ve benzer beyin hastalıklarına karşı terapiler geliştirmek istiyorlar.

Güncelleme: 12/02/2016
Kaynak: Dr. Catharine Paddock, "Study Sheds Light on Molecular encoding of Memory", medicalnewstoday.com, çev. Kader Demirpehlivan, yaklasansaat.com, 18/12/2015.