مدیر سایت
شکلگیری مغز انسان و تکامل شبکه عصبی، فرآیندی بسیار پیچیده و شگفتانگیز است. پژوهشهای جدید دانشمندان راز تازه و غیرمنتظرهای را درباره نحوه رشد مغز فاش کردهاند. بر اساس این یافتهها، نورونهای جوان برای تکامل مغز باید به طور مرتب DNA خود را بشکنند و سپس به سرعت آن را ترمیم کنند.
نقش فشار فیزیکی و مکانیکی در ایجاد آسیبهای ژنتیکی نورونها
یاختههای عصبی نوزاد در طول دوران رشد مغز باید از فضاها و کانالهای بسیار تنگی عبور کنند تا به مقصد نهایی خود برسند. این حرکت و مهاجرت سلولی، فشار مکانیکی شدیدی به هسته نورون وارد میکند.
محققان دانشگاه کیوتو و موسسات تحقیقاتی همکار در ژاپن این پدیده را به دقت بررسی کردند. مجله علمی Nature نتایج این مطالعه را منتشر کرده است. محققان دریافتند عبور نورونها از این مسیرهای باریک، نوعی آسیب شدید ژنتیکی ایجاد میکند. دانشمندان این آسیب را «شکست دو رشتهای DNA» مینامند.
روششناسی پژوهش و بررسی سازوکار ترمیم DNA
دانشمندان برای مشاهده دقیق این فرآیند، کانالهای بسیار ریزی را در آزمایشگاه ساختند. این کانالها فضاهای تنگ و فشرده مغز در حال رشد را شبیهسازی میکردند. پژوهشگران با استفاده از نشانگرهای فلورسنت، رفتار نورونها را هنگام حرکت در این مسیرها زیر نظر گرفتند.
تیم تحقیقاتی در طول آزمایش این نتایج را ثبت کرد:
-
نورون به محض عبور از کانالهای تنگ، شکستهای دو رشتهای در DNA ایجاد میکند.
-
سلول پس از خروج از مسیر باریک، آسیبها را به تدریج از بین میبرد.
-
نورون اکثر شکستگیهای ژنتیکی را در کمتر از ۲۴ ساعت ترمیم میکند و به عملکرد طبیعی بازمیگردد.
دانشمندان آنزیم Topoisomerase IIβ را عامل اصلی این شکستهای ژنتیکی معرفی کردند. این آنزیم در حالت عادی گرهها و پیچیدگیهای رشته DNA را باز میکند. اما وقتی نورون تحت فشار فیزیکی عبور از فضا سخت قرار میگیرد، این آنزیم در میانه راه گیر میافتد و رشتههای DNA را شکسته باقی میگذارد. سلول سپس با سیستمهای ترمیم داخلی خود، دو سر شکسته را مجدداً به هم متصل میکند.
اختلال در روند ترمیم DNA و ایجاد بیماریهای عصبی
پژوهشگران برای درک پیامدهای عدم ترمیم آسیبها، موشهایی را با دستکاری ژنتیکی بررسی کردند. نورونهای این موشها آنزیم لازم برای ترمیم DNA را نداشتند.
یافتههای اصلی پژوهش دانشمندان
-
بروز مشکلات حرکتی در بزرگسالی: موشهای آزمایشگاهی در ابتدا رشد طبیعی را تجربه کردند، اما با رسیدن به سن بزرگسالی مشکلات تدریجی در حفظ تعادل نشان دادند.
-
شباهت به بیماریهای انسانی: این اختلالات رفتاری و حرکتی کاملاً به بیماریهای مرتبط با ناپایداری ژنتیکی مخچه در انسان شباهت دارد.
-
ایجاد تنوع ژنتیکی میان نورونها: فرآیند شکست و ترمیم DNA ممکن است تفاوتهای کوچک اما مهمی میان نورونهای مختلف مغز ایجاد کند.
پروفسور کنگاکو، سرپرست پژوهشگران میگوید: «این کشف نگاه ما را به ژنوم نورونها تغییر میدهد. تمام نورونها از یک DNA اولیه متولد میشوند، اما این سفر مکانیکی و فرآیند ترمیم میتواند تاریخچهای اختصاصی در ژنوم هر سلول ثبت کند.»
پیامدهای بالینی و روانشناختی برای تکامل مغز
شناخت نحوه پاسخ سلولهای عصبی به فشارهای مکانیکی، دیدگاه تازهای در اختیار متخصصان زیستشناسی عصبی و روانشناسی رشد قرار میدهد. این کشف به دانشمندان کمک میکند تا علل بروز برخی اختلالات رشدی-عصبی و بیماریهای تحلیلبرنده مغز را در سنین بالاتر بهتر درک کنند.
شناسنامه و منبع مقاله علمی
-
عنوان اصلی مقاله: Scientists discover neurons must break their DNA to build the brain
-
نویسندگان: Prof. Mineko Kengaku and research team at Kyoto University, University of Tokyo, and Osaka University
-
مرجع و مجله: ScienceDaily / Journal of Nature
-
شماره ثبت مقاله (PMCID / DOI): ScienceDaily Release ID: 260620100422
-
لینک دسترسی مستقیم به مقاله علمی: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/06/260620100422.htm
