İspanya'daki Nörobilim Enstitüsü'nden araştırmacılar, farelerde nöronların kimliğini koruyan önemli bir mekanizmayı aydınlattı. İki enzim olan KDM1A ve KDM5C'nin birlikte çalışarak epigenetik koruyucular görevi gördüğü ortaya çıktı. Bu enzimler, nöronlara özgü olmayan genleri susturarak yalnızca doğru genetik talimatların aktif kalmasını sağlıyor.
Cell Reports'ta yayımlanan çalışma, yetişkin beyin nöronlarından KDM1A ve KDM5C genleri eş zamanlı olarak çıkarılmış fare modelleri kullanılarak gerçekleştirildi. Bu sayede, olgun nöronlarda, gelişimsel evrelerin ötesinde epigenetik kontrol kaybının sonuçları gözlemlenebildi. Yapılan araştırmalar, bu iki enzimin bireysel etkilerinden daha fazlasını gösterdiğini, çünkü her ikisi de başarısız olduğunda nöronların uygun olmayan genleri ifade etmeye başladığını ve bunun da hafıza, öğrenme ve kaygı düzenlemesi üzerinde olumsuz etkiler yarattığını ortaya koydu. Bu enzimlerin kaybı, nöronların genetik yapısını ve işleyişini derinlemesine etkileyerek bilişsel yeteneklerde bozulmalara yol açabiliyor.
Araştırmacılar, bu enzimlerin kaybının nöronların epigenetik yapısını önemli ölçüde değiştirdiğini tespit etti. Normalde aktif olması gereken bölgelerde, aktif genlerle ilişkili epigenetik işaretlerin biriktiği ve nöron genomunun üç boyutlu yapısında da düzensizlikler gözlemlendi. Bu değişiklikler, nöronların fizyolojisinde, özellikle de artan uyarılabilirliklerinde değişikliklere neden olarak farelerin davranışlarını ve bilişsel yeteneklerini olumsuz etkiledi.
Bu bulgular, epigenetik düzenleyicilerdeki mutasyonların neden olduğu zeka geriliği gibi nörolojik bozuklukların kökenlerini anlamada önemli bir adım olarak görülüyor. Bu enzimlerin etkileşimini anlamak, nöron biyolojisini çözmek ve nörolojik hastalıklarla ilişkili potansiyel mekanizmaları belirlemek açısından büyük önem taşıyor. Laboratuvarın önceki çalışmaları, KDM1A'nın genom organizasyonunu korumada ve yaşlanmaya bağlı bozulmaları önlemede, KDM5C'nin ise hatalı transkripsiyonu önlemede ve nöronal yanıtları iyileştirmede bireysel önemini zaten göstermişti. Ancak bu iki proteinin nöronal kimliği korumadaki işbirliği, çalışmanın yenilikçi yönünü oluşturuyor.
İnsanlarda KDM1A ve KDM5C genlerindeki mutasyonlar, zeka geriliği ve diğer nörolojik bozukluklarla ilişkilendirilmiştir. Bu çalışma, belirli beyin hastalıklarının kökenlerini daha derinlemesine anlamak için yeni araştırma yolları açıyor. Epigenetik mekanizmaların öğrenme ve hafıza üzerindeki rolü, son yıllarda nörobilimin önemli bir araştırma alanı haline gelmiştir. DNA metilasyonu ve histon modifikasyonları gibi epigenetik süreçler, hafıza oluşumu ve sürdürülmesinde kritik bir rol oynamaktadır. Farelerde yapılan bu yeni çalışma, nöronların kimliğini koruyan epigenetik mekanizmaların anlaşılmasına ışık tutarken, aynı zamanda bu süreçlerdeki bozulmaların nörolojik hastalıkların gelişimine nasıl katkıda bulunabileceğine dair önemli ipuçları sunmaktadır. Özellikle, KDM1A ve KDM5C gibi enzimlerin birlikte çalışarak nöronal bütünlüğü sağlaması, gelecekteki tedavi stratejileri için umut verici bir temel oluşturmaktadır. Bu enzimlerin işlev bozukluklarının, farelerde olduğu gibi insanlarda da hafıza, öğrenme ve kaygı gibi bilişsel süreçleri olumsuz etkileyebileceği düşünülmektedir.