एक नए अध्ययन में, किंग्स कॉलेज लंदन के शोधकर्ताओं ने पाया है कि विशिष्ट सिनैप्टिक प्रकार के स्तर पर स्थानीय प्रोटीन संश्लेषण को नियंत्रित करने के लिए ब्रेन कनेक्टिविटी (ब्रेन वायरिंग) की आवश्यकता होती है। वे संकेत देते हैं कि प्रोटीन संश्लेषण का नियमन अत्यधिक विशिष्ट तरीके से होता है, जिसमें शामिल सिनैप्स के प्रकार से संबंधित सीमा होती है। उन्होंने एक सिग्नलिंग मार्ग की पहचान की जो उत्तेजक पिरामिड कोशिकाओं और निरोधात्मक इंटिरियरनों के बीच पैरावलब्यूमिन (पार्वलब्यूमिन) को व्यक्त करने के बीच सिनैप्स गठन को नियंत्रित करता है। ब्रेन वायरिंग के दौरान प्रोटीन संश्लेषण के नियमन में इस विशिष्टता के अस्तित्व की पुष्टि करने वाला यह पहला अध्ययन है। संबंधित अध्ययन के परिणाम 25 नवंबर, 2022 को विज्ञान पत्रिका में प्रकाशित हुए थे, जिसका शीर्षक था "स्थानीय प्रोटीन संश्लेषण के सिनैप्स प्रकार विशिष्ट नियंत्रण द्वारा कॉर्टिकल वायरिंग"।
सेरेब्रल कॉर्टेक्स मानव मस्तिष्क के सबसे बड़े हिस्से, टेलेंसफेलॉन (सेरेब्रम) की बाहरी परत है। यह मोटर और संवेदी कार्यों के नियंत्रण के माध्यम से हमारे सबसे जटिल और विविध व्यवहारों के लिए जिम्मेदार है। यह सबसे जटिल जैविक प्रणालियों में से एक है, इसलिए इसे नियंत्रित करने वाले विकास तंत्र को समझना एक प्रमुख वैज्ञानिक चुनौती है।
सेरेब्रल कॉर्टेक्स में दो प्रमुख प्रकार के न्यूरॉन्स होते हैं: उत्तेजक पिरामिड कोशिकाएं और निरोधात्मक इंटिरियरन। सेरेब्रल कॉर्टेक्स के समुचित कार्य के लिए उनकी बातचीत आवश्यक है। निरोधात्मक इंटिरियरन अपने व्यवहार को समन्वयित करने के लिए उत्तेजक पिरामिड कोशिकाओं की गतिविधि को नियंत्रित और सिंक्रनाइज़ करते हैं।
सेरेब्रल कॉर्टेक्स में न्यूरॉन्स सिनैप्स नामक कनेक्शन के माध्यम से तंत्रिका नेटवर्क में इकट्ठा होते हैं। विद्युत कनेक्शन की तरह, सिनैप्स में प्रीसानेप्टिक चैंबर्स (पावर प्लग) और रेट्रोसिनैप्टिक कम्पार्टमेंट (सॉकेट) होते हैं। वयस्क मस्तिष्क में, न्यूरोनल फ़ंक्शन करने के लिए प्रोटीन संश्लेषण स्थानीय रूप से दोनों क्षेत्रीय डिब्बों में होता है।
रासायनिक संकेतन के माध्यम से विशिष्ट प्रोटीन के संश्लेषण को नियंत्रित करना मस्तिष्क को अलग-अलग सिनैप्स की गतिविधि को विनियमित करने में सक्षम बनाता है। हालांकि, यह मॉड्यूलेशन दो प्रकार के विकासशील कॉर्टिकल न्यूरॉन्स के बीच कैसे भिन्न होता है, यह पूरी तरह से समझा नहीं गया है।
किंग्स कॉलेज लंदन, लंदन में मनोचिकित्सा, मनोविज्ञान और तंत्रिका विज्ञान संस्थान के मुख्य लेखक डॉ क्लेमेंस बर्नार्ड ने कहा, "कॉर्किकल कनेक्टिविटी की पीढ़ी को नियंत्रित करने वाली आणविक प्रक्रियाओं की खोज करना रोमांचक है, खासकर जब वे इतने विशिष्ट होते हैं। हमने एक पहचान की। सिनैप्टिक-इन-प्रोटीन सिंथेसिस को नियंत्रित करने वाला सिग्नलिंग पाथवे जो सेरेब्रल कॉर्टेक्स, एक्साइटेटरी पिरामिडल सेल्स और पैरालब्यूमिन को व्यक्त करने वाले इनहिबिटरी इंटिरियरॉन में सबसे मौलिक कनेक्शनों में से एक द्वारा निर्मित होता है।"
सिनैप्स में असामान्य प्रोटीन संश्लेषण ऑटिज्म स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर (एएसडी) का एक केंद्रीय तंत्र है। इस नए अध्ययन में पहचाने गए तंत्र न्यूरोडेवलपमेंटल डिसऑर्डर से जुड़े प्रोटीन के बीच बातचीत को प्रकट करते हैं। यह खोज इस विचार का समर्थन करती है कि उत्तेजक पिरामिड कोशिकाओं और पैराल्बुमिन-व्यक्त करने वाले निरोधात्मक इंटिरियरनों द्वारा गठित सिनैप्स विशेष रूप से मस्तिष्क के विकासात्मक विकारों में देखे गए विकृति के प्रति संवेदनशील हो सकते हैं, जैसे कि एएसडी।
किंग्स कॉलेज लंदन, लंदन में मनोचिकित्सा, मनोविज्ञान और तंत्रिका विज्ञान संस्थान के सह-संबंधित लेखक प्रोफेसर ऑस्कर मारिन ने कहा, "यह आकर्षक है कि एएसडी में शामिल कई जीनों को उसी सिग्नलिंग मार्ग द्वारा नियंत्रित किया जाता है जिसे हमने पाया इस अध्ययन में।"
प्रोफेसर बीट्रीज़ रिको, पेपर के सह-संबंधित लेखक और किंग्स कॉलेज लंदन में मनोचिकित्सा, मनोविज्ञान और तंत्रिका विज्ञान संस्थान ने कहा, "इस अवलोकन से पता चलता है कि उत्तेजक पिरामिड कोशिकाओं और निरोधात्मक पैरालब्यूमिन-व्यक्त करने वाले इंटिरियरन के बीच संबंध कई के लिए एक आकर्षण का केंद्र हो सकता है। एएसडी में अनुवांशिक जोखिम कारक।"
