Her sarılma, her el sıkışma, her hünerli hareket, dokunma algısını harekete geçirir ve gerektirir. Bu nedenle dokunmanın moleküler temelini anlamak önemlidir. Somatik Duyusunun Moleküler Fizyolojisi başkanı Profesör Gary Lewin, “Şimdiye kadar iyon kanalının (Piezo2) dokunma algısı için gerekli olduğunu biliyorduk, ancak bu proteinin tek başına dokunma duyusunun tamamını açıklayamayacağı açıktı” diyor. Max Delbrück Merkezi’ndeki laboratuvar.
Lewin 20 yılı aşkın bir süredir dokunma hissinin moleküler temelini araştırıyor. Kendisi ve ekibi artık Elkin1 adında, dokunma algısında hayati bir rol oynayan yeni bir iyon kanalı keşfetti. Bu yalnızca dokunma algısında yer alan ikinci iyon kanalıdır. Proteinin, hafif dokunma gibi mekanik bir uyaranın elektrik sinyaline dönüştürülmesinde doğrudan rol oynaması muhtemeldir.
Elkin1 mevcut olduğunda, derideki reseptörler dokunma sinyallerini sinir lifleri yoluyla merkezi sinir sistemine ve beyne iletebilir. Araştırmacılar bulgularını dergide yayınladılar Bilim.
Lewin’in ekibi birkaç yıl önce kötü huylu bir melanom hücre dizisini araştırırken Elkin1’e rastladı. Araştırmacılar, proteinin bu oldukça hareketli kanser hücrelerinin mekanik kuvvetlerini algılamak için gerekli olduğunu bulmuşlardı. Lewin, “Şimdi aynı proteinin dokunma hissinde de rol oynayıp oynamadığını belirlemek istedik” diyor.
Elkin1 eksikliği dokunma hassasiyetini azaltır
Araştırmacılar, Elkin1 geninden yoksun, genetiği değiştirilmiş fareler yetiştirdiler. Daha sonra pamuklu bir çubuğu kemirgenlerin arka pençelerine hafifçe fırçalamayı içeren basit davranış deneyleri gerçekleştirdiler.
Lewin, “Genellikle normal fareler pamuklu çubuklara %90 oranında tepki verir” diyor. “Buna karşılık, Elkin1’den yoksun fareler yalnızca zamanın yarısında tepki gösterdi, bu da dokunmaya duyarsızlığın göstergesiydi.” Daha da önemlisi, kemirgenlerin sıcaklık gibi mekanik olmayan uyaranlara tepkisi etkilenmedi.
Nöron düzeyinde, Lewin’in ekibinden bir bilim adamı olan Dr. Sampurna Chakrabarti, nöron zarının dürtülmesine yanıt olarak duyu nöronlarının elektriksel aktivitesini kaydetmek için yama kelepçesi yöntemini kullandı.
Chakrabarti, “Elkin1’in bulunmadığı genetik olarak değiştirilmiş farelerdeki nöronların yaklaşık yarısı, mekanik uyaranlara yanıt vermedi ve hiçbir sinyal iletimi gerçekleşmedi” diyor.
Daha sonraki deneyler, sinyallerin deriden omuriliğe ve beyne yolculuğunun ilk ayağında, nöronun deride sonlanan reseptöründen aktarılan hiçbir sinyalin olmadığını doğruladı.
Ayrıca, Wollongong Üniversitesi’ndeki Profesör Mirella Dottori’nin laboratuvarındaki Avustralyalı işbirlikçileri, kök hücrelerden elde edilen bir petri kabında yetiştirilen insan duyusal nöronlarında dokunma iletimi için Elkin1’in gerekli olup olmadığını test etti. Bulgular aynı zamanda Elkin1’in insan dokunma algısında önemli bir rol oynayabileceğini de güçlü bir şekilde ortaya koyuyor.
Araştırmacılar, normal sinyal iletimi sırasında Elkin1 ve Piezo2’nin dokunma algısında rol paylaştığını varsayıyorlar. Ayrıca Elkin1’in ağrılı mekanik uyaranların iletilmesinde rol oynayabileceğine dair kanıtlar da buldular.
Lewin, “Eğer durumun böyle olduğu doğrulanırsa, yalnızca normal dokunma algısında vazgeçilmez bir role sahip ikinci bir iyon kanalını değil, aynı zamanda kronik ağrının tedavisi için yeni bir potansiyel hedefi de tanımlamış olacağız” diyor.
Kaynak ve İleri Okuma: https://medicalxpress.com/news/2024-02-ion-channel-plays-vital-role.html