محققان کره‌ای یک پروتئین حساس به نور انسانی-گیاهی ساخته‌اند که به طور موثری کانال‌های کلسیمی را دستکاری کرده و می‌تواند به تقویت حافظه و درمان اختلالات حافظه‌ای کمک کند.

به گزارش سرویس علمی ایسنا منطقه خراسان، محققان حوزه ژنتیک نوری، با ایجاد یک پروتئین مشترک انسانی-گیاهی به نام OptoSTIM1 به دستاوردهای جدیدی در زمینه افزایش حافظه دست یافته‌اند. این گروه تحقیقاتی در کره جنوبی توانسته‌اند با ساخت مولکول پروتئینی OptoSTIM1، فرآیند مربوط به کنترل دقیق کانال‌های کلسیمی سلول‌ها را در موجودات زنده دستکاری کنند.

یون‌های کلسیم در بسیاری از فرآیندهای سلولی از جمله انقباض، برانگیختگی، رشد، تمایز و مرگ سلول‌ها نقش دارند. کمبود کلسیم شدید با نارسایی‌های قلبی، اختلالات ذهنی و ضعف عضلانی ارتباط دارد.

تلاش‌های قبلی در خصوص کنترل دقیق کانال‌های یونی به کمک داروها و محرک‌های الکتریکی به اندازه کافی برای دستیابی به نتایج دلخواه کارآمد نبودند؛ اما این اختراع جدید توانسته است فرآیند کنترل انتخابی کانال‌های کلسیمی را متحول کند.

در فتوژنتیک یک گیرنده گیاهی حساس به نور و یک پروتئین حیوانی که کانال‌های یونی در غشا سلول را تحت تاثیر قرار می‌دهد با هم ترکیب و به سلول‌های مورد نظر معرفی می‌شوند. آنها در کنار یکدیگر عمل می‌کنند و به محرکی که شامل یک طول موج نوری ویژه است، پاسخ می دهند. این امر در نهایت موجب می‌شود که سلول‌ها، یک کانال یونی ویژه را باز یا بسته کنند.

این گروه محققان کره‌ای یک گیرنده نوری پروتئینی به نام کریپتوکروم دو را از گیاه گلدار کوچکی با نام علمی Arabidopsis thaliana استخراج کرده و این گیرنده را با پروتئینی به نام (STromal Interaction Molecule 1 (STIM1 که تقریبا در تمام جانوران یافت می‌شود و کانال‌های سلولی یون کلسیم را باز می‌کند، ترکیب کرده‌اند. آنها با این روش یک مولکول ترکیبی به نام OptoSTIM1 ساخته‌اند که در سلول‌ها جای‌گذاری می‌شود.

وقتی نور آبی به سلول‌های دارای OptoSTIM1 برخورد می‌کند، این سلول‌ها را تحریک می‌کنند تا کانال‌های کلسیمی خود را باز کنند و به این ترتیب جریانی از یون‌های کلسیم از خارج سلول به درون آن راه پیدا می‌کند. میزان یون‌های کلسیمی که سلول دریافت می‌کند زیاد است و لذا کارایی OptoSTIM1 بسیار بهتر از مولکول‌های فتوژنتیکی قبلی است زیرا گیرنده نوری که از این گیاه به دست آمده، کارآیی بسیار بالایی دارد.

رهاسازی و جذب یون کلسیم نقش مهمی در سلول‌های مغزی و عملکرد آنها دارد. هیپوکامپ بخشی از مغز است که حافظه را کنترل می‌کند، لذا محققان سلول‌های کشت شده این بخش از مغز را در آزمایشگاه مورد آزمایش قرار داده و دریافتند که در این سلول‌ها نیز جریان کلسیمی با تماس با نور آبی در داخل سلول‌ها به راه می‌افتد. این موضوع امیدهای تازه‌ای برای تقویت حافظه به محققان داده است و آنها امیدوارند با مولکول جدید، راهی برای درمان اختلالات مغزی مرتبط با حافظه پیدا کنند.