نیوران جنکشنز پر ایک دوسرے کے ساتھ بات چیت کرتے ہیں جسے Synapses کہتے ہیں۔ جب کیلشیم آئن "ایکٹو زونز" میں منتقل ہوتے ہیں، جو کیمیائی پیغامات پر مشتمل ویسکلز سے آباد ہوتے ہیں، تو وہ "مواصلات" کرنا شروع کر دیتے ہیں۔ ویسیکلز برقی طور پر چارج شدہ کیلشیم کی وجہ سے پری سینیپٹک نیوران کی بیرونی جھلیوں کو "فیوز" کرتے ہیں، جو ان کے مواصلاتی کیمیائی کارگو کو پوسٹ سینیپٹک سیل میں چھوڑ دیتے ہیں۔
پکوور انسٹی ٹیوٹ فار لرننگ اینڈ میموری کا ایک نیا مطالعہ ایم ائی ٹی اس سے پتہ چلتا ہے کہ کس طرح نیوران اس اہم انفراسٹرکچر کو قائم اور برقرار رکھتے ہیں۔
کیلشیم چینلز presynaptic سائیڈ پر انجن کا ایک اہم حصہ ہیں جو برقی سگنلز کو کیمیکل Synaptic ٹرانسمیشن میں تبدیل کرتے ہیں کیونکہ یہ کیلشیم کی آمد کا بنیادی عامل ہیں، جو پھر ویسیکل فیوژن کا سبب بنتا ہے۔ تاہم، وہ فعال علاقوں میں کیسے جمع ہوتے ہیں یہ واضح نہیں تھا۔
یہ نیا مطالعہ اس بات کا اشارہ پیش کرتا ہے کہ کس طرح فعال زونز کیلشیم چینلز کی کثرت کو جمع اور منظم کرتے ہیں۔
ٹرائے لٹلٹن، نئے مطالعہ کے ایک سینئر مصنف اور ایم آئی ٹی کے شعبہ حیاتیات اور دماغ اور علمی علوم میں نیورو سائنس کے مینیکن پروفیسر، نے کہا، "presynaptic کیلشیم چینلز کے فنکشن کی ماڈیولیشن میں اہم طبی اثرات ہوتے ہیں۔ ان چینلز کو کس طرح منظم کیا جاتا ہے اس کی بنیادی لائن کو سمجھنا ضروری ہے۔
کیا کیلشیم چینلز فعال زونوں کی نشوونما کے لیے ضروری ہیں؟
سائنسدان اس سوال کا جواب لاروا میں طے کرنا چاہتے تھے۔ واضح رہے کہ فلائی کیلشیم چینل جین (جسے "cacophony" یا Cac کہا جاتا ہے) اتنا اہم ہے کہ وہ اس کے بغیر نہیں رہ سکتے۔
پوری مکھی میں سی اے سی کو ختم کرنے کے بجائے، سائنسدانوں نے صرف ایک آبادی میں سی اے سی کو ختم کرنے کے لیے ایک تکنیک استعمال کی۔ نیورسن. انہوں نے یہ ظاہر کیا کہ فعال زون باقاعدگی سے ترقی کرتے ہیں یہاں تک کہ Cac کے بغیر بھی ایسا کرنے سے۔
انہوں نے ایک اور تکنیک بھی استعمال کی جو مصنوعی طور پر مکھی کے لاروا مرحلے کو طول دیتی ہے۔ انہوں نے پایا کہ اضافی وقت دینے پر فعال زون BRP نامی پروٹین کے ساتھ اپنا ڈھانچہ بنانا جاری رکھے گا، لیکن عام چھ دنوں کے بعد Cac کا جمع ہونا بند ہو جاتا ہے۔
یہ بھی پایا گیا کہ نیوران میں دستیاب Cac کی سپلائی میں اعتدال پسند اضافہ یا کمی اس بات پر اثرانداز نہیں ہوئی کہ ہر ایک فعال زون میں کتنا Cac ختم ہوا۔ ان کی حیرت میں، انہوں نے پایا کہ اگرچہ Cac کی تعداد کو ہر ایک فعال زون کے سائز کے ساتھ چھوٹا کیا گیا ہے، لیکن اگر وہ فعال زون میں BRP کو نمایاں طور پر کم کرتے ہیں تو یہ شاید ہی تبدیل ہوتا ہے۔ درحقیقت، نیوران ہر ایک فعال زون کے لیے موجود Cac کی مقدار پر ایک مستقل کیپ قائم کرتا دکھائی دیا۔
MIT پوسٹ ڈاکٹر کیرن کننگھم نے کہا، "یہ انکشاف کر رہا تھا کہ نیوران کے BRP جیسے فعال زون میں ساختی پروٹین کے لیے بہت مختلف اصول ہیں جو وقت کے ساتھ ساتھ جمع ہوتے رہتے ہیں، بمقابلہ کیلشیم چینل جو سختی سے ریگولیٹ کیا جاتا تھا اور اس کی کثرت کو محدود کیا جاتا تھا۔"
Cac کی فراہمی یا BRP میں تبدیلیوں کے علاوہ، دیگر عوامل کو بھی Cac کی سطح کو اتنی مضبوطی سے منظم کرنا چاہیے۔ انہوں نے alpha2delta کی طرف رجوع کیا۔
جینیاتی طور پر اس کی مقدار کے اظہار میں ہیرا پھیری کرتے ہوئے، سائنسدانوں نے پایا کہ الفا 2 ڈیلٹا کی سطح براہ راست اس بات کا تعین کرتی ہے کہ فعال زونز میں کتنا Cac جمع ہوتا ہے۔ مزید تجربات سے یہ بھی پتہ چلا کہ نیوران کی مجموعی Cac سپلائی alpha2delta کی Cac کی سطح کو برقرار رکھنے کی صلاحیت پر نظر رکھتی ہے۔
یہ تجویز کرتا ہے کہ فعال زونز میں Cac کی رقم کو مستحکم کرکے اسے کنٹرول کرنے کے بجائے، alpha2delta ممکنہ طور پر Cac کی اسمگلنگ کے دوران، Cac کو فعال زونوں میں سپلائی اور دوبارہ سپلائی کرنے کے لیے اوپر کی طرف کام کرتا ہے۔
دو مختلف تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے، انہوں نے اس دوبارہ فراہمی کا مشاہدہ کیا۔ انہوں نے اس کی پیمائش اور اس کا وقت بھی تیار کیا۔
کننگھم نے چند دنوں کی ترقی کے بعد ایک لمحے کا انتخاب ایکٹو زون کی تصویر کشی کے لیے کیا اور زمین کی تزئین کا پتہ لگانے کے لیے Cac کی کثرت کی پیمائش کی۔ پھر اس نے اسے مٹانے کے لیے اس سی اے سی فلوروسینس کو بلیچ کیا۔ 24 گھنٹوں کے بعد، اس نے Cac فلوروسینس کو نئے سرے سے دیکھا تاکہ صرف اس نئے Cac کو نمایاں کیا جا سکے جو اس 24 گھنٹوں کے دوران ایکٹو زون میں پہنچایا گیا تھا۔
اس نے مشاہدہ کیا کہ اس دن تقریباً تمام فعال زونز میں Cac کی ترسیل ہوئی تھی۔ پھر بھی وہ ایک دن کا کام درحقیقت پہلے زمانے کے جمع ہونے کے مقابلے میں معمولی تھا۔ اس نے یہ بھی دیکھا کہ بڑے فعال زونوں میں چھوٹے سے زیادہ Cac جمع ہوتے ہیں۔ مزید برآں، تبدیل شدہ alpha2delta فلائی ماڈلز میں شاید ہی کوئی نئی Cac ڈیلیوری ہوئی ہو۔
اگلا کام یہ طے کرنا تھا کہ کس رفتار سے Cac چینلز کو فعال زون سے ہٹایا جاتا ہے۔ ایسا کرنے کے لیے، سائنس دانوں نے فوٹو کنورٹیبل پروٹین کے ساتھ داغ لگانے والی تکنیک کا استعمال کیا جسے میپل ٹیگ ٹو دی سی اے سی پروٹین کہا جاتا ہے۔ اس نے انہیں اپنے منتخب وقت پر روشنی کی چمک کے ساتھ رنگ تبدیل کرنے کی اجازت دی۔
ایسا کرنے سے ظاہر ہوتا ہے کہ ایک مخصوص وقت (سبز رنگ میں دکھایا گیا ہے) تک کتنا Cac جمع ہوا اور پھر اس Cac کو سرخ کرنے کے لیے روشنی کو چمکاتا ہے۔ پانچ دنوں کے بعد، تقریباً 30 فیصد ریڈ سی اے سی کو نئے سبز سی اے سی سے بدل دیا گیا تھا۔ یہ Cac ٹرن اوور اس وقت بند ہو گیا جب Cac کی ترسیل کی سطح الفا2 ڈیلٹا کو تبدیل کر کے یا Cac بائیو سنتھیسز کو کم کر کے کم کر دی گئی۔
کننگھم نے کہا، "اس کا مطلب یہ ہے کہ فعال زونز میں ہر روز Cac کی ایک قابل ذکر مقدار تبدیل ہوتی ہے اور یہ کہ ٹرن اوور کو نئی Cac ڈیلیوری کا اشارہ دیا جاتا ہے۔"
Littleton نے کہا, "اب چونکہ کیلشیم چینل کی کثرت اور دوبارہ بھرنے کے اصول واضح ہیں، میں یہ جاننا چاہتا ہوں کہ جب نیوران پلاسٹکٹی سے گزرتے ہیں تو ان میں کیسے فرق ہوتا ہے - مثال کے طور پر جب نئی آنے والی معلومات کے لیے نیوران کی ضرورت ہوتی ہے کہ وہ اپنے مواصلات کو Synaptic کمیونیکیشن کو بڑھانے یا نیچے کرنے کے لیے ایڈجسٹ کریں۔"
"میں انفرادی کیلشیم چینلز کو ٹریک کرنے کے لیے بھی بے تاب ہوں کیونکہ وہ سیل باڈی میں بنتے ہیں اور پھر نیورل ایکسون کو ایکٹو زون میں لے جاتے ہیں، اور وہ اس بات کا تعین کرنا چاہتا ہے کہ دوسرے کون سے جینز Cac کی کثرت کو متاثر کر سکتے ہیں۔"
جرنل حوالہ:
- کیرن ایل کننگھم، چاڈ ڈبلیو ساوولا، سارہ ٹوانا، جے ٹرائے لٹلٹن۔ ڈیلیوری اور ٹرن اوور کے توازن کے ذریعے فعال زونز میں presynaptic Ca2+ چینل کی کثرت کا ضابطہ۔ عصبی سائنس. ڈی او آئی: 10.7554/eLife.78648
