دانشمندان به این نتیجه رسیده‌اند که سلول‌های کلیه توانایی ذخیره اطلاعات و تشخیص الگوها را به شکلی مشابه نورون‌ها دارند. این کشف نشان می‌دهد که حافظه محدود به مغز نیست و مکانیسم‌های مولکولی آن در دیگر بخش‌های بدن نیز وجود دارند. مطالعه پردازش سیگنال‌ها توسط سلول‌های کلیه، درک ما از حافظه سلولی را گسترش داده و می‌تواند تأثیر مهمی بر سلامت و درمان بیماری‌ها داشته باشد.
سلول‌های کلیه و حافظه: کشفی شگفت‌انگیز
برای دهه‌ها، حافظه حوزه نورون‌های مغز، سلول‌های تخصصی مسئول یادگیری و حافظه در نظر گرفته می‌شد. با این حال، یافته‌های جدید نشان می‌دهد که سلول‌های خارج از سیستم عصبی، به طور خاص سلول‌های کلیه، نیز رفتار شبیه حافظه را در سطح مولکولی نشان می‌دهند. این کشف می‌تواند درک ما را از نحوه عملکرد حافظه در انواع مختلف سلول‌های بدن گسترش دهد.
حافظه فراتر از مغز
در ۷ نوامبر، محققان یافته‌های خود را در نیچر کامیونیکیشنز منتشر کردند که نشان می‌دهد سلول‌های کلیه جنینی انسان می‌توانند اطلاعات را با استفاده از مکانیسم‌های مشابه با نورون‌ها ذخیره کنند. اگرچه این به این معنی نیست که سلول‌های کلیه می‌توانند رویدادهای زندگی را به یاد آورند یا در حل مسئله کمک کنند، اما نشان می‌دهد که چگونه سلول‌های غیر عصبی اطلاعات را پردازش و نگهداری می‌کنند.
به گفته نیکلای کوکوشکین، عصب‌شناس دانشگاه نیویورک، این تحقیق تعریف حافظه را به معنای سنتی آن تغییر نمی‌دهد، اما با نشان دادن اینکه فرآیندهای شبیه حافظه فراتر از مغز گسترش می‌یابند، عمق بیشتری به این مفهوم می‌بخشد.
نقش CREB در حافظه سلولی
یکی از عناصر کلیدی در این کشف، پروتئینی به نام CREB (پروتئین متصل شونده به عنصر پاسخ دهنده به cAMP) است. CREB در پردازش حافظه در نورون‌ها نقش محوری دارد، جایی که ژن‌هایی را فعال می‌کند که منجر به تغییرات پایدار سلولی می‌شوند. محققان می‌خواستند بررسی کنند که آیا این پروتئین در سلول‌های غیر عصبی نیز به طور مشابه عمل می‌کند.
برای این کار، تیم تحقیقاتی یک ژن مصنوعی را وارد سلول‌های کلیه جنینی انسان کردند. این ژن مصنوعی از توالی DNA طبیعی که CREB به آن متصل می‌شود تقلید می‌کرد و شامل دستورالعمل‌هایی برای تولید پروتئین درخشان مشابه آنچه در کرم‌های شب‌تاب یافت می‌شود، بود. این درخشش به دانشمندان اجازه داد تا میزان فعال‌سازی ژن حافظه را اندازه‌گیری کنند.
آزمایش حافظه سلولی
در آزمایش‌های خود، محققان سلول‌های کلیه را در معرض پالس‌های شیمیایی قرار دادند که برای تقلید سیگنال‌دهی فعال‌کننده فرآیندهای حافظه در نورون‌ها طراحی شده بودند. تیم مشاهده کرد که زمان‌بندی این پالس‌ها بر پاسخ سلول‌ها تأثیر می‌گذارد.
به عنوان مثال، وقتی محققان چندین پالس کوتاه را در طول زمان اعمال کردند (پدیده‌ای معروف به “اثر فاصله‌دار”)، پاسخ درخشان از ژن حافظه ۲۴ ساعت بعد در مقایسه با یک پالس طولانی واحد (“اثر انبوه”) قوی‌تر بود. این رفتار منعکس‌کننده چگونگی تقویت ذخیره‌سازی حافظه توسط نورون‌ها از طریق تکرار فاصله‌دار است، اصلی که در علوم اعصاب به خوبی شناخته شده است.
کوکوشکین می‌گوید: “این اثر [انبوه-فاصله‌دار] هرگز خارج از مغز دیده نشده است. اما ما پیشنهاد می‌کنیم که شاید اگر به سلول‌های غیر مغزی وظایف به اندازه کافی پیچیده بدهید، آنها نیز قادر به تشکیل حافظه خواهند بود.”
پیامدها برای پزشکی و بیماری
کشف فرآیندهای شبیه حافظه در سلول‌های کلیه امکانات جالبی را برای تحقیقات پزشکی ایجاد می‌کند. عصب‌شناس آشوک هگده از کالج ایالتی و دانشگاه جورجیا این مطالعه را متقاعدکننده می‌داند، زیرا اصول علوم اعصاب را در سلول‌های غیر عصبی به کار می‌گیرد. با این حال، او خاطرنشان می‌کند که تحقیقات بیشتری برای تعیین اینکه آیا این یافته‌ها به طور گسترده در انواع دیگر سلول‌ها نیز صدق می‌کند، مورد نیاز است.
یکی از کاربردهای بالقوه در توسعه دارو و استراتژی‌های درمانی است. به عنوان مثال، درک اینکه چگونه سلول‌های سرطانی الگوهای شیمی‌درمانی را “به خاطر می‌سپارند” می‌تواند منجر به پروتکل‌های درمانی موثرتری شود. به جای تمرکز صرف بر دوز دارو، محققان ممکن است چگونگی تأثیر زمان‌بندی و الگوی تحویل دارو بر پاسخ‌های سلولی را بررسی کنند.
کوکوشکین پیشنهاد می‌کند که این رویکرد می‌تواند پیامدهای گسترده‌ای برای سلامتی داشته باشد و تأکید می‌کند که چگونه بدن اطلاعات را در سطح سلولی ذخیره می‌کند.
دیدگاهی جدید درباره حافظه
این تحقیق دیدگاه سنتی که حافظه محدود به مغز و سیستم عصبی است را به چالش می‌کشد. با کشف مکانیسم‌های شبیه حافظه در سلول‌های کلیه، دانشمندان بینش‌های جدیدی درباره رفتار سلولی به دست می‌آورند و مسیرهایی را برای درمان‌های نوآورانه برای بیماری‌های مرتبط با فقدان حافظه یا اختلال عملکرد سلولی باز می‌کنند.
همانطور که محققان به بررسی این فرآیندها در انواع دیگر سلول‌ها ادامه می‌دهند، ممکن است راه‌های شگفت‌انگیز بیشتری را کشف کنند که سلول‌ها در سراسر بدن از حافظه برای سازگاری، پاسخ و بقا استفاده می‌کنند.
اگر به خواندن کامل این مطلب علاقه‌مندید، روی لینک مقابل کلیک کنید: science news
