Sendi sinaptik yang tepat akan membuat Anda tidur nyenyak – ScienceDaily

Sendi sinaptik yang tepat akan membuat Anda tidur nyenyak – ScienceDaily

[ad_1]

Banyak teori, tapi tidak ada yang tahu persis mengapa kita tidur. Satu hal yang kami tahu pasti: malam tanpa tidur tidak akan membantu Anda melewati hari. Ada banyak penelitian yang mengeksplorasi bagaimana tidur bekerja di otak dan apa tujuannya. Namun, bagaimana sinaps – blok bangunan fundamental otak yang berkontribusi pada pembentukan sirkuit saraf – bekerja dalam kaitannya dengan tidur masih kurang dipahami. Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Direktur KIM Eunjoon dari Center for Synaptic Brain Dysfunctions in the Institute for Basic Science (IBS, Korea Selatan), telah melaporkan temuan in vivo bahwa molekul adhesi sel presinaptik bernama PTPδ sangat penting untuk pengembangan sinapsis di mengembangkan otak. Dengan demikian, penghapusan genetik PTPδ menyebabkan gangguan dalam komposisi struktural, fungsional, dan biokimia di otak tikus yang terkena, mengakibatkan perubahan perilaku bawaan, seperti aktivitas hiper-lokomotor, peningkatan kecemasan, dan penurunan tidur.

Otak manusia mengandung milyaran neuron yang berkomunikasi satu sama lain melalui sinapsis. Sinyal yang dikirim oleh satu neuron ke yang lain melalui pelepasan neurotransmiter di situs presinaptik dirasakan oleh reseptor neurotransmitter yang terletak di situs postsinaptik neuron lain. Pada gilirannya, jaringan neuron menentukan ekspresi semua perilaku dan fungsi tubuh yang dikendalikan oleh otak. Inti dari semua jaringan komprehensif untuk fungsi otak ini adalah molekul adhesi sel sinaptik (CAM). CAM sangat penting untuk mengatur perkembangan sinapsis dengan menjembatani sisi pra dan post sinaps. Untuk memastikan perkembangan normal dari sirkuit saraf dan fungsi otak, sangat penting untuk membuat pengupasan yang sesuai dari CAM pra dan pascasinaps, di antara banyak jenis yang berbeda, selama perkembangan neuron muda.

Tim peneliti berfokus untuk menemukan peran spesifik PTPδ, karena PTPδ diduga hanya memainkan peran kunci dalam pembentukan sinaptik. Mereka mengembangkan versi PTPδ yang diberi tanda molekul fluoresen, yang ekspresinya di otak memungkinkan visualisasi yang tepat dan jelas dari lokasi alami PTPδ di seluruh otak dan turun ke posisi di dalam sinaps dengan presisi skala nanometer. Mereka juga mengadopsi penghapusan bersyarat PTPδ untuk menunjukkan dengan tepat komponen sambungan kunci dalam pembentukan sinaptik. Yang terpenting, tim telah menunjukkan bahwa gangguan interaksi PTPδ presinaptik dengan mitra pengikat postsynaptic IL1RAPL1 menyebabkan semua perubahan kunci dalam perilaku bawaan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 dan 3.

Telah ditunjukkan sebelumnya bahwa interaksi trans-sinaptik (interaksi yang membentang melintasi sinaps dari satu neuron ke neuron berikutnya) bergantung pada urutan peptida pendek enam asam amino (dikenal sebagai meA) di dalam protein PTP.. Tim peneliti menggunakan pengetahuan ini untuk secara khusus memblokir interaksi PTPδ-IL1RAPL1. Ketika urutan kunci meA dihapus, meninggalkan sisa PTPδ berfungsi dan utuh, IL1RAPL1 tidak dapat mengikat ke PTPδ dan oleh karena itu tidak dapat tetap berada di sisi postsynaptic dari sinaps. Hal ini menyebabkan penurunan yang signifikan dalam jumlah sinapsis di otak, mengganggu sirkuit saraf rumit yang membentuk dan menentukan keluaran perilaku seperti tidur. Mereka juga secara selektif menghapus PTPδ pada neuron rangsang dan mengkonfirmasi hipotesis bahwa gangguan sinaps-ke-perilaku memang terlokalisasi pada neuron rangsang.

Tim peneliti juga menunjukkan bahwa ketika IL1RAPL1 tidak dapat mengikat PTPδ melintasi sinaps, komposisi kimia IL1RAPL1 itu sendiri berubah, dengan blok proses yang hampir lengkap yang disebut fosforilasi tirosin dalam urutan asam aminonya. Perubahan pada properti bawaan IL1RAPL1 ini disertai dengan pengecualian IL1RAPL1 dari sinaps. Karena IL1RAPL1 sangat penting untuk pematangan sinaps, eksklusi ini menyebabkan penurunan struktural dan fungsional sinaps. Gangguan otak pada tingkat fundamental menyebabkan peningkatan kecemasan dan penurunan tidur yang terlihat pada tikus mutan PTPδ.

Ada beberapa penelitian yang menghubungkan CAM sinaptik dengan perilaku tikus yang abnormal. Khususnya, penelitian ini menawarkan gambaran komprehensif pertama tentang bagaimana CAM dikaitkan dengan tidur, fungsi otak yang fundamental. Selain itu, tidak ada penelitian sebelumnya yang mengaitkan pasangan CAM pra dan pasca sinaps tertentu dengan perilaku tidur atau tidur atau terkait tidur seperti hiperaktif dan kecemasan. Karena mutasi pada gen yang mengkode PTPδ dikaitkan dengan banyak gangguan kejiwaan, seperti skizofrenia, attention deficit hyperactivity disorder (ADHD), dan restless leg syndrome (sejenis gangguan tidur) dengan masing-masing gangguan ini mempengaruhi 1% hingga 5% dari Pada populasi umum di seluruh dunia, penelitian ini menyoroti bagaimana perubahan PTPδ dapat menyebabkan gejala yang mengingatkan pada gangguan yang disebutkan di atas.

Perkembangan otak selama tahap embrio dan awal pascakelahiran sangat penting untuk ekspresi perilaku dan fungsi yang berhubungan dengan otak dengan tepat. Studi ini menunjukkan bahwa bahkan gangguan tunggal interaksi PTPδ-IL1RAPL1, di antara banyak kemungkinan pasangan CAM pra dan pasca sinaps, memiliki konsekuensi yang bertahan seumur hidup organisme, seperti pengurangan waktu tidur secara permanen. Mengingat bahwa tidur sangat penting untuk kelangsungan hidup, gangguan pasangan pengikat tunggal di sinapsis dapat memiliki konsekuensi yang sangat luas berbicara tentang pentingnya penemuan ini, yang akan memajukan pemahaman kita tentang bagaimana blok bangunan dasar otak mempengaruhi perilaku kompleks. seperti tidur.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Institut Ilmu Dasar. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Data SGP

Author Image
adminProzen