לראשונה, מדענים המשתמשים במיקרוסקופיה של קריו-אלקטרונים גילו את המבנה והצורה של קולטני מפתח המחברים נוירונים במוח הקטן של המוח, שנמצא מאחורי גזע המוח וממלא תפקיד קריטי בתפקודים כמו תיאום תנועה, איזון וקוגניציה.
המחקר, שפורסם היום בכתב העת טֶבַעמספק תובנה חדשה שעלולה להוביל להתפתחות טיפולים לתיקון מבנים אלה כאשר הם מופרעים על ידי פציעה או מוטציות גנטיות המשפיעות על מיומנויות מוטוריות – ישיבה, עמידה, הליכה, ריצה וקפיצה – למידה וזיכרון.
הגילוי של מדענים באוניברסיטת אורגון בריאות ומדע כרוך במחקר מדעי בסיסי שלא יוביל מייד לגלולה או טיפול חדש אך מהווה דוגמא למחויבות אמריקאית למחקר רפואי שנמשך במשך עשרות שנים לקידום בריאות האדם. המחקר החדש, שפורסם באחד מכתבי העת המדעיים היוקרתיים ביותר בעולם, נתמך על ידי המכונים הלאומיים לבריאות והמכון הרפואי של הווארד יוז.
המחקר חושף את הארגון של סוג ספציפי של קולטן גלוטמט – מעביר עצבי כימי המעביר אותות בין נוירונים ונחשב למועבר העצבי המעורר העיקרי במוח – הקשור יחד עם חלבונים המקובצים על סינפסות, או צומת, בין נוירונים במוח הקטן.
סינפסות הן מכריעות בכל ההיבטים של תפקוד המוח, אך המבנה המולקולרי לא הובן היטב מבחינת האופן בו חלקים אלה נוצרים יחד בסינפסה פונקציונלית. זה באמת קריטי שיש קולטנים המאורגנים בדיוק במקום הנכון כדי שיוכלו לאתר מעבירים עצביים שמשתחררים על ידי תא סמוך. "
אריק גווקס, דוקטורט, סופר בכיר, מדען בכיר במכון OHSU Vollum
בחינת גלוטמט במוח הקטן
באמצעות מיקרוסקופיית הקריו-אלקטרונים החדישה של OHSU, הוקמה כאחד משלושה מרכזים לאומיים בשנת 2018 ושוכנה במרתף המחוזק של בניין בקמפוס הדרומי של האוניברסיטה, בחנו החוקרים את צורתו של סוג של קולטן גלוטמט בקטעי המכרזים בהיקף אטומי כמעט.
"אנו יודעים אם יש פציעה או מוטציה גנטית במוח הקטן, זה יכול להוביל להפרעות הרסניות של איזון, תנועה או קוגניציה," אמר המחבר המשותף לורנס טרוסל, דוקטורט, פרופסור לאוטולרינגולוגיה/ניתוח ראש וצוואר בבית הספר לרפואה OHSU ומדען במכון וולום. "נראה כי קולטן גלוטמט מסוג זה חשוב באמת כיצד המוח הקטן עובד. יתכן לחלוטין שפיתוח תרופות שמכוונות לקולטנים אלה יכול לשפר את תפקודו."
Gouaux, חוקר עם המכון הרפואי של הווארד יוז והג'ניפר וברנרד לקראוט, כיסא הוענק למחקר מדעי המוח ב- OHSU, אמר כי הגילוי החדש יכול לקבל יישומים לטיפולים חדשים.
"התעניינו בשאלה זו לגבי הנדסת סינפסה ותובנה מולקולרית שעשויה יום אחד לעזור לתיקון סינפסות פגומות", אמר. "זהו כיוון חדש ומרגש במיוחד עם יישומים טיפוליים פוטנציאליים."
הסופר הראשי צ'נגלי פאנג, Ph.D., חוקר פוסט -דוקטורט במעבדת גוו, ערך כמעט את כל הניסויים שדווחו בפרסום.
בנוסף ל- Gouaux, Trussell and Fang, מחברים משותפים כוללים את קתי ג'יי ספנגלר, Ph.D., Jumi Park, Ph.D., מ- OHSU; ונטלי שלדון מאוהסו והמכון הרפואי של הווארד יוז.
המחקר שדווח בפרסום זה נתמך על ידי המכון הלאומי לסרטן, המכון הלאומי להפרעות נוירולוגיות ושבץ מוחי והמכון הלאומי לחירשות והפרעות תקשורת אחרות, כל המוסדות הלאומיים לבריאות, מספרי הפרסים K00CA253730, R01NS038631, R35NS16798 ו- R01DCC450. התוכן הוא אך ורק באחריות הכותבים ואינו בהכרח מייצג את השקפותיו הרשמיות של ה- NIH.
יש לבחון ולאשר את כל המחקרים בהם נבדקים בבעלי חיים ב- OHSU על ידי ועדת הטיפול והשימוש המוסדי של האוניברסיטה, או IACUC. העדיפות של ה- IACUC היא להבטיח את בריאותם ובטיחותם של נבדקי מחקרי בעלי חיים. ה- IACUC בודק גם נהלים כדי להבטיח את בריאותם ובטיחותם של האנשים העובדים עם בעלי החיים. ה- IACUC מבצע סקירה קפדנית של כל הצעות המחקר בבעלי חיים כדי להבטיח שהם מפגינים ערך מדעי ומצדיקים את השימוש בבעלי חיים חיים.
