নিউরন সিনাপসেস নামক জংশনে একে অপরের সাথে যোগাযোগ করে। যখন ক্যালসিয়াম আয়নগুলি "সক্রিয় অঞ্চলে" চলে যায়, যা রাসায়নিক বার্তাযুক্ত ভেসিকেল দ্বারা জনবহুল, তারা "যোগাযোগ" করতে শুরু করে। বৈদ্যুতিকভাবে চার্জযুক্ত ক্যালসিয়ামের কারণে ভেসিকেলগুলি প্রেসিন্যাপ্টিক নিউরনের বাইরের ঝিল্লিতে "ফিউজ" করে, তাদের যোগাযোগের রাসায়নিক পণ্যগুলি পোস্টসিন্যাপটিক কোষে ছেড়ে দেয়।
পিকওয়ার ইনস্টিটিউট ফর লার্নিং অ্যান্ড মেমোরির একটি নতুন গবেষণা এমআইটি কীভাবে নিউরনগুলি এই গুরুত্বপূর্ণ অবকাঠামো সেট আপ এবং বজায় রাখে তা প্রকাশ করে।
ক্যালসিয়াম চ্যানেলগুলি ইঞ্জিনের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ যা প্রিসিন্যাপটিক সাইডে বৈদ্যুতিক সংকেতগুলিকে রাসায়নিক সিনাপটিক ট্রান্সমিশনে রূপান্তরিত করে কারণ তারা ক্যালসিয়াম ইনফ্লাক্সের প্রাথমিক নির্ধারক, যা পরে ভেসিকল ফিউশন ঘটায়। তবে, তারা কীভাবে সক্রিয় অঞ্চলে জমা হয় তা অস্পষ্ট ছিল।
এই নতুন গবেষণাটি কীভাবে সক্রিয় অঞ্চলগুলি ক্যালসিয়াম চ্যানেলগুলির প্রাচুর্যকে জমা করে এবং নিয়ন্ত্রণ করে সে সম্পর্কে সূত্র দেয়।
ট্রয় লিটলটন, নতুন গবেষণার একজন সিনিয়র লেখক এবং MIT এর জীববিজ্ঞান এবং মস্তিষ্ক এবং জ্ঞানীয় বিজ্ঞান বিভাগের নিউরোসায়েন্সের মেনিকন অধ্যাপক বলেছেন, "প্রিসিন্যাপটিক ক্যালসিয়াম চ্যানেলের ফাংশনের মডুলেশনের উল্লেখযোগ্য ক্লিনিকাল প্রভাব রয়েছে বলে জানা যায়। এই চ্যানেলগুলি কীভাবে নিয়ন্ত্রিত হয় তার বেসলাইন বোঝা গুরুত্বপূর্ণ।"
সক্রিয় অঞ্চলগুলির বিকাশের জন্য ক্যালসিয়াম চ্যানেলগুলি কি অপরিহার্য?
বিজ্ঞানীরা লার্ভাতে এই প্রশ্নের উত্তর নির্ধারণ করতে চেয়েছিলেন। এটি লক্ষ করা উচিত যে ফ্লাই ক্যালসিয়াম চ্যানেল জিন (যাকে "ক্যাকোফোনি" বা Cac বলা হয়) এত গুরুত্বপূর্ণ যে তারা এটি ছাড়া বাঁচতে পারে না।
পুরো মাছি জুড়ে Cac কে ছিটকে দেওয়ার পরিবর্তে, বিজ্ঞানীরা মাত্র একটি জনসংখ্যার মধ্যে Cac নির্মূল করার একটি কৌশল নিযুক্ত করেছিলেন নিউরোন. তারা দেখিয়েছে যে সক্রিয় অঞ্চলগুলি নিয়মিতভাবে এটি করে Cac ছাড়াও বিকাশ করে।
তারা আরেকটি কৌশলও ব্যবহার করেছিল যা কৃত্রিমভাবে মাছির লার্ভা পর্যায়ে দীর্ঘায়িত করে। তারা দেখেছে যে অতিরিক্ত সময় দেওয়া হলে সক্রিয় অঞ্চলটি বিআরপি নামক একটি প্রোটিন দিয়ে তার গঠন তৈরি করতে থাকবে, তবে স্বাভাবিক ছয় দিন পরে ক্যাক জমা বন্ধ হয়ে যায়।
এটিও পাওয়া গেছে যে নিউরনে উপলব্ধ Cac সরবরাহের মাঝারি বৃদ্ধি বা হ্রাস প্রতিটি সক্রিয় অঞ্চলে Cac কতটা শেষ হয়েছে তা প্রভাবিত করে না। তাদের আশ্চর্যের জন্য, তারা দেখতে পেয়েছে যে যদিও প্রতিটি সক্রিয় অঞ্চলের আকারের সাথে Cac-এর সংখ্যা স্কেল করা হয়েছে, তবে তারা সক্রিয় জোনে বিআরপি উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করলে এটি খুব কমই পরিবর্তিত হয়। প্রকৃতপক্ষে, নিউরন প্রতিটি সক্রিয় অঞ্চলের জন্য উপস্থিত Cac পরিমাণের উপর একটি ধ্রুবক ক্যাপ স্থাপন করতে দেখা গেছে।
এমআইটি পোস্টডক ক্যারেন কানিংহাম বলেছেন, "এটি প্রকাশ করছিল যে বিআরপির মতো সক্রিয় অঞ্চলে স্ট্রাকচারাল প্রোটিনের জন্য নিউরনের খুব আলাদা নিয়ম ছিল যা সময়ের সাথে সাথে জমা হতে থাকে, ক্যালসিয়াম চ্যানেলের বিপরীতে যা শক্তভাবে নিয়ন্ত্রিত ছিল এবং এর প্রাচুর্যতা সীমাবদ্ধ ছিল।"
Cac সরবরাহ বা BRP-তে পরিবর্তন ছাড়াও, অন্যান্য কারণগুলিকেও Cac স্তরগুলিকে এত শক্তভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে। তারা alpha2delta এ পরিণত হয়েছে।
জিনগতভাবে এর পরিমাণের অভিব্যক্তিকে ম্যানিপুলেট করে, বিজ্ঞানীরা খুঁজে পেয়েছেন যে alpha2delta মাত্রা সরাসরি নির্ধারণ করে যে সক্রিয় অঞ্চলে কত Cac জমেছে। আরও পরীক্ষা-নিরীক্ষা আরও প্রকাশ করেছে যে নিউরনের সামগ্রিক Cac সরবরাহ আলফা2ডেল্টার Cac মাত্রা বজায় রাখার ক্ষমতা নিরীক্ষণ করে।
এটি পরামর্শ দেয় যে সক্রিয় অঞ্চলে Cac পরিমাণকে স্থিতিশীল করে নিয়ন্ত্রণ করার পরিবর্তে, alpha2delta সম্ভবত Cac পাচারের সময়, সক্রিয় অঞ্চলে Cac সরবরাহ এবং পুনরায় সরবরাহ করার জন্য আপস্ট্রিমে কাজ করেছিল।
দুটি ভিন্ন কৌশল ব্যবহার করে, তারা এই পুনঃসাপ্লাই পর্যবেক্ষণ করেছে। তারা এটির পরিমাপ এবং এর সময়ও তৈরি করেছিল।
কানিংহাম সক্রিয় অঞ্চলগুলিকে চিত্রিত করার জন্য কয়েক দিনের বিকাশের পরে একটি মুহূর্ত বেছে নিয়েছিলেন এবং ল্যান্ডস্কেপ নিশ্চিত করতে Cac প্রাচুর্য পরিমাপ করেছিলেন। তারপর তিনি এটি মুছে ফেলার জন্য যে Cac ফ্লুরোসেন্স আউট bleached. 24 ঘন্টা পরে, তিনি শুধুমাত্র নতুন Cac হাইলাইট করার জন্য Cac ফ্লুরোসেন্সকে নতুন করে ভিজ্যুয়ালাইজ করেছেন যা সেই 24 ঘন্টার মধ্যে সক্রিয় অঞ্চলে বিতরণ করা হয়েছিল।
তিনি লক্ষ্য করেছিলেন যে সেদিন প্রায় সমস্ত সক্রিয় অঞ্চল জুড়ে Cac বিতরণ করা হয়েছিল। তবুও, সেই একদিনের কাজটি আসলে, আগের দিনের জমানোর তুলনায় নগণ্য ছিল। তিনি আরও দেখেছেন যে বৃহত্তর সক্রিয় অঞ্চলগুলি ছোটগুলির চেয়ে বেশি Cac জমা করে। উপরন্তু, পরিবর্তিত alpha2delta ফ্লাই মডেলগুলিতে খুব কমই নতুন Cac ডেলিভারি ছিল।
পরবর্তী কাজটি ছিল সক্রিয় অঞ্চল থেকে Cac চ্যানেলগুলিকে কী গতিতে সরানো হবে তা নির্ধারণ করা। এটি করার জন্য, বিজ্ঞানীরা ম্যাপেল ট্যাগড টু দ্য ক্যাক প্রোটিন নামক একটি ফটোকনভার্টেবল প্রোটিন সহ একটি স্টেনিং কৌশল ব্যবহার করেছিলেন। এটি তাদের নির্বাচিত সময়ে আলোর ঝলক দিয়ে রঙ পরিবর্তন করার অনুমতি দেয়।
এটি করা দেখায় যে একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে কতটা Cac জমেছে (সবুজ রঙে দেখানো হয়েছে) এবং তারপর সেই Cac লাল করতে আলো জ্বলে। পাঁচ দিন পর, প্রায় 30 শতাংশ লাল Cac নতুন সবুজ Cac দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে। এই Cac টার্নওভার বন্ধ হয়ে যায় যখন Cac ডেলিভারির মাত্রা alpha2 ডেল্টা পরিবর্তন করে বা Cac জৈব সংশ্লেষণ হ্রাস করে।
কানিংহাম বলেছেন, "এর মানে হল সক্রিয় জোনে প্রতিদিন উল্লেখযোগ্য পরিমাণ Cac ট্রানওভার করা হয় এবং নতুন Cac ডেলিভারির মাধ্যমে টার্নওভারকে অনুরোধ করা হয়।"
মধ্যে Littleton বলেছেন, "এখন যেহেতু ক্যালসিয়াম চ্যানেলের প্রাচুর্য এবং পুনরায় পূরণের নিয়মগুলি পরিষ্কার, আমি জানতে চাই যে নিউরনগুলি প্লাস্টিকতার মধ্য দিয়ে গেলে তারা কীভাবে আলাদা হয় - উদাহরণস্বরূপ যখন নতুন আগত তথ্যের জন্য নিউরনগুলিকে তাদের যোগাযোগকে সিনাপটিক যোগাযোগের স্কেল বা কম করার জন্য তাদের যোগাযোগ সামঞ্জস্য করার প্রয়োজন হয়।"
"আমি পৃথক ক্যালসিয়াম চ্যানেলগুলি ট্র্যাক করতে আগ্রহী কারণ সেগুলি কোষের দেহে তৈরি হয় এবং তারপরে নিউরাল অ্যাক্সনকে সক্রিয় অঞ্চলে নিয়ে যায় এবং তিনি নির্ধারণ করতে চান যে অন্যান্য জিনগুলি Cac প্রাচুর্যকে প্রভাবিত করতে পারে।"
জার্নাল রেফারেন্স:
- কারেন এল কানিংহাম, চাদ ডব্লিউ সাউভোলা, সারা টাভানা, জে ট্রয় লিটলটন। ডেলিভারি এবং টার্নওভারের ভারসাম্যের মাধ্যমে সক্রিয় অঞ্চলে প্রিসিন্যাপটিক Ca2+ চ্যানেলের প্রাচুর্যের নিয়ন্ত্রণ। স্নায়ুবিজ্ঞান। ডোই: 10.7554/elife.78648
