Bilim insanları sinir hücrelerimizde daha önce bilinmeyen sinaps türü buldular. Bu nöronsal devreler iyi bilinen sinir uçlarında değil, hücre yüzeyindeki küçük kıl benzeri kirpiklerde yer alıyor. Bu sinapslar serotonin gibi nörotransmitterler tarafından etkinleştirildiklerinde, doğrudan doğruya hücre çekirdeğindeki değişiklikleri tetikliyor ve DNA’nın okunmasını da etkileyebiliyorlar.
Halihazırdaki bilimsel verilere göre sinapslar, sinir hücrelerinin akson olarak bilinen uzantılarında yer alıyorlar. Bunlar nörokimyasal sinyalleri, biraz daha kısa ve kök gibi dallanıp, budaklanmış hücre çıkıntıları olan dendritlere (komşu hücre) iletirler. Bu akso-dendrit devrelerde nöronların elektriksel sinyalleri, oradaki baloncuklardaki uyarı maddelerin açığa çıkmasını sağlıyorlar. Bu nörotransmitterler ise sinapsın dendrit tarafındaki reseptörlere kenetlenir ve daha sonra da alıcı hücrede yeniden elektrik sinyallerini tetikler. Fakat artık anlaşıldı ki bu tabloda bir eksiklik söz konusu.
Boston Howard Hughes Tıp Enstitüsü’nden Shu-Hsien Sheu ve ekibinin açıklamasına göre sinir hücrelerimizde gözden kaçan bir sinaps türü daha var. Araştırmacıların hedefi aslında hücrelerimizdeki birincil kirpiklerin yapısını ve işlevini aydınlatmaktı. Bu minik kıl benzeri tüpler, hücreden sadece birkaç mikrometrelik bir çıkıntı yapıyorlar ve tek hücreli ilkel atalarımızın kamçılarının yerini almışlardır. Örneğin solunum yolları veya spermadaki hücrelerde bu kirpiklerin hareket ve nakilde önemli roller oynuyor. Hücre bölünmesinde de önümle bir rol oynadıkları gerçek, ancak birçok hücrede bunlar daha sonra indirgeniyor. Beyindeki birincil kirpiklerin ne işe yaradığı bilinmiyor. Sonuçta beyindeki nöronların çoğu ne bölünüyor ne de farklılaşıyorlar. Buna rağmen beyindeki nöronların çoğunda ve glia hücrelerinde hala varlıklarını koruyorlar.
Bu konuya bir açıklık getirmek isteyen araştırmacılar, özel bir ince iyon ışını taramalı elektron mikroskobundan (FIB-SEM) yararlandılar. Bu mikroskopta örnek elektron yerine iyonla taranır. Sheu ve ekibi, özellikle kirpiklere kenetlenen antikorlarla birlikte, insan ve farelerin hipokampüsünden alınan sinir hücresi kültürlerinde, bu hücre uzantılarını ve bunların temas noktalarını analiz edebildi. Sürpriz bir biçimde kirpiklerin yüzde sekseninin sadece beyin hücrelerinden dışarı çıkmakla kalmayıp, komşu hücrelerin aksonlarına da dokundukları görüldü. İkinci bir analizle, kirpikler ve aksonlar arasındaki temas noktalarının, sinapsların tüm özelliklerini taşıdıkları saptandı. Floresan mikroskobuyla gerçekleştirilen incelemelerde, nörotransmiter serotoninin, gözlemlenen temas noktalarının yaklaşık yüzde 36’sında aksondan kirpiklere aktarıldığı ortaya çıktı. Daha önceleri sanılanın aksine, nöronlarımız yalnızca dendritler ve aksonlar arasındaki devreler aracılığıyla değil, aynı zamanda aksondan kirpikler yoluyla doğrudan sinir hücresinin iç kısmına giden bağlantılar aracılığıyla da iletişim kuruyor.
Fakat yeni keşfedilen sinapsların işlevsel bir özelliği de var: Ayrıntılı analizlerle, bu temas noktalarının, alıcı hücrelere sadece elektriksel sinyal aktarmadıkları, bunun yerine hücre çekirdeğine kadar işleyen biyokimyasal bir akımı tetikledikleri anlaşıldı. Bu biyokimyasal akım ise DNA’nın okunuşunu önemli ölçüde etkileyen kromatin ve histonlarda değişimlere yol açıyor. Araştırmacıların görüşüne göre buluş, sinir hücrelerinin çevrelerine ve uyarılara farklı bir şekilde reaksiyon gösterdiklerini ortaya koyuyor. Kirpik sinapslar hücre çekirdeğinin bir tür anteni görevini görüyorlar, uyarılar doğrudan doğruya hücrenin genetik etkinliği üzerinde etki yapıyor. Bu da birincil kirpiklerin, transkripsiyon programını çevresel uyaranlara karşı uyum sağlayan, bir epigenetik düzenleyici olarak hareket ettiği olasılığını artırıyor diyor araştırmacılar.
Nilgün Özbaşaran Dede
