Synapses न्यूरॉन्स के बीच संपर्क बिंदुओं को संदर्भित करता है जहां सूचना एक न्यूरॉन से दूसरे तक जाती है। वे आम तौर पर एक न्यूरॉन के अक्षतंतु और अन्य न्यूरॉन्स के डेंड्राइट्स के बीच होते हैं। अब तक, न्यूरॉन के अक्षतंतु और प्राथमिक सिलियम के बीच सिनेप्स कभी नहीं देखे गए थे।
उच्च-रिज़ॉल्यूशन सूक्ष्मदर्शी और नवीन उपकरणों का उपयोग करते हुए, एचएचएमआई के जेनेलिया रिसर्च कैंपस के वैज्ञानिकों ने सिनैप्स का निरीक्षण करने के लिए सेल और सिलिया में गहराई से सहकर्मी हैं। उन्होंने की सतह पर छोटे बालों में एक नए प्रकार के सिनैप्स की खोज की न्यूरॉन्स. यह विशेष रूप से अन्तर्ग्रथन नाभिक में जो कुछ भी लिखा जा रहा है या बनाया जा रहा है उसे बदलने का एक तरीका दर्शाता है, जो पूरे कार्यक्रमों को बदलता है।
जेनेलिया सीनियर ग्रुप लीडर डेविड क्लैफम, जिनकी टीम ने नए शोध का नेतृत्व किया, ने कहा, "कोशिका में प्रभाव केवल अल्पकालिक नहीं होते हैं, कुछ दीर्घकालिक हो सकते हैं। यह एक सेल पर एक नए डॉक की तरह है जो एक्सप्रेस देता है क्रोमैटिन तक पहुंच परिवर्तन, जो बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि क्रोमैटिन कोशिका के कई पहलुओं को बदलता है।"
इस नए प्रकार के सिनैप्स की खोज से वैज्ञानिकों को यह समझने में मदद मिल सकती है कि लंबी अवधि के सेल परिवर्तनों को कैसे संप्रेषित किया जाता है। सिलिया, जो कोशिका के अंदर से, नाभिक के करीब, सतह तक फैली हुई है, कोशिकाओं को इन दीर्घकालिक परिवर्तनों को करने के लिए एक तेज और अधिक केंद्रित विधि की पेशकश कर सकती है।
सिलिया- कोशिका की सतह से जुड़े छोटे बाल जैसे अंग- विकास के दौरान कोशिका विभाजन में एक आवश्यक भूमिका निभाते हैं। हालांकि, यह मायावी बना हुआ है कि न्यूरॉन्स सहित हमारे शरीर में अन्य कोशिकाओं ने इस बालों की तरह, जीवाणु के आकार के फलाव को परिपक्वता में क्यों बनाए रखा।
इस तथ्य के कारण कि ये सिलिया पारंपरिक इमेजिंग विधियों का उपयोग करने के लिए चुनौतीपूर्ण थे, वैज्ञानिकों ने आम तौर पर उनकी अनदेखी की है। हालांकि, इमेजिंग तकनीक में हालिया प्रगति ने इन छोटे उपांगों में रुचि पैदा की है।
केंद्रित आयन बीम-स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, या एफआईबी-एसईएम का उपयोग करके, वैज्ञानिक सिलिया पर एक नज़र डालते हैं। उन्होंने न्यूरॉन के बीच एक संबंध, या अन्तर्ग्रथन देखा अक्षतंतु और सिलियम कोशिका शरीर के बाहर फैला हुआ है। टीम इन कनेक्शनों को "एक्सोन-सिलियम" या "एक्सो-सिलिअरी" सिनैप्स के रूप में संदर्भित करती है क्योंकि ज्ञात सिनेप्स की संरचनात्मक समानता के कारण।
बाद में, वैज्ञानिकों ने इस नए synapse के कार्य को निर्धारित करने के लिए नए बायोसेंसर और रासायनिक उपकरण विकसित किए। उन्होंने सिलिया के अंदर जैव रासायनिक घटनाओं के बेहतर माप के लिए फ्लोरोसेंस लाइफटाइम इमेजिंग (एफएलआईएम) का इस्तेमाल किया।
जेनेलिया के एक वरिष्ठ वैज्ञानिक और नए अध्ययन के पहले लेखक शू-सीन शू ने कहा, “मैंने कुछ तकनीकी चुनौतियों का समाधान करने के लिए महामारी के दौरान FLIM सीखा। यह गेम चेंजर साबित हुआ।"
इन उपकरणों का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने चरणबद्ध तरीके से दिखाया- कैसे न्यूरोट्रांसमीटर serotonin सिलिया पर अक्षतंतु से रिसेप्टर्स पर जारी किया जाता है। यह एक सिग्नलिंग कैस्केड को ट्रिगर करता है जो क्रोमैटिन संरचना को खोलता है और कोशिका के नाभिक में जीनोमिक सामग्री में परिवर्तन की अनुमति देता है।
शू ने कहा, "कार्य वह है जो स्थिर संरचनाओं को जीवंत बनाता है। एक बार संरचनात्मक खोज के बारे में आश्वस्त होने के बाद, हमने इसके कार्यात्मक गुणों पर गहराई से ध्यान दिया।"
शू कहते हैं, "HHMI की जिज्ञासा से प्रेरित अनुसंधान दर्शन ने डिस्कवरी को सक्षम किया, जो एक पारंपरिक शोध सेटिंग में संभव नहीं हो सकता था। यह इस बात का एक अच्छा उदाहरण है कि कैसे हम अवलोकनों को खोजों में बदल सकते हैं।"
वैज्ञानिक विख्यात, "चूंकि सिलिअरी सिनैप्स में पारित सिग्नल नाभिक में जीनोमिक सामग्री में परिवर्तन को सक्षम करते हैं, इसलिए वे अक्षतंतु से पारित संकेतों की तुलना में न्यूरॉन्स में दीर्घकालिक परिवर्तनों के लिए जिम्मेदार होते हैं। डेन्ड्राइट. क्रोमेटिन एनकोडेड प्रोटीन के आधार पर ये परिवर्तन घंटों से लेकर कई दिनों तक रह सकते हैं।"
वैज्ञानिकों ने मुख्य रूप से सेरोटोनिन के लिए रिसेप्टर्स देखे। विभिन्न न्यूरोट्रांसमीटरों के लिए सिलिया पर कम से कम सात से 10 अन्य रिसेप्टर्स हैं जिनकी अब जांच करने की आवश्यकता होगी। मस्तिष्क से परे अन्य कोशिकाओं पर सिलिया, जैसे यकृत और गुर्दे, भी करीब से देखने लायक हैं।
इन सिलिअरी सिनेप्स और रिसेप्टर्स की भूमिका की बेहतर समझ से वैज्ञानिकों को अधिक चयनात्मक दवाएं विकसित करने में मदद मिल सकती है। ड्रग्स जो सेरोटोनिन ट्रांसपोर्टर्स को लक्षित करते हैं, उनका उपयोग अवसाद के इलाज के लिए किया जाता है, जबकि सेरोटोनिन हमारे नींद-जागने के चक्र से भी जुड़ा होता है।
जर्नल संदर्भ:
- शू-सीन शू, श्रीगोकुल उपाध्यायला, विन्सेंट डुप्यू, एट अल। एक सेरोटोनर्जिक एक्सोन-सिलियम सिनैप्स क्रोमेटिन एक्सेसिबिलिटी को बदलने के लिए न्यूक्लियर सिग्नलिंग को ड्राइव करता है। सेल। DOI: 10.1016 / j.cell.2022.07.026
