Beyindeki nörotransmitterleri tespit etmek için nanoproblar geliştirmek

03 Mart 2023 (Nanowerk Haberleri) Hayvan beyni, nörotransmiterler aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurarak duyguları işleme, öğrenme ve yargıya varma gibi karmaşık görevleri yerine getiren on milyarlarca nöron veya sinir hücresinden oluşur. Bu küçük sinyal molekülleri, kimyasal haberciler olarak hareket ederek nöronlar arasında dağılır - yüksek konsantrasyondan düşük konsantrasyon bölgelerine doğru hareket eder. Bilim adamları, bu yayılma hareketinin beynin üstün işlevinin merkezinde olabileceğine inanıyor. Bu nedenle, amperometrik ve mikrodiyaliz yöntemleri kullanarak beyindeki salınımlarını tespit ederek spesifik nörotransmitterlerin rolünü anlamayı amaçlamışlardır. Ancak bu yöntemler yetersiz bilgi sağlamakta ve daha iyi algılama teknikleri gerektirmektedir. Bu amaçla, bilim adamları, protein problarının belirli bir nörotransmiteri tespit ettikten sonra floresan yoğunluğunu değiştirdiği bir optik görüntüleme yöntemi geliştirdiler. Son zamanlarda, Japonya'daki Shibaura Teknoloji Enstitüsü'nden Profesör Yasuo Yoshimi liderliğindeki bir grup araştırmacı bu fikri ileriye taşıdı. Spesifik nörotransmitterleri –serotonin, dopamin ve asetilkolin- tespit etmek için prob görevi gören floresan moleküler baskılı polimerik nanoparçacıkları (fMIP-NP'ler) başarıyla sentezlediler. Özellikle, bu tür probları geliştirmenin şimdiye kadar zor olduğu düşünülüyordu. Dergide yayınlanan çığır açan çalışmaları Nanomalzemeler (“Düzenlenmiş Yüzey Yoğunluğuna Sahip Hareketsizleştirilmiş Şablonlar Kullanarak Küçük Nörotransmiterleri Yüksek Seçicilikle Algılayan Floresan Moleküler Baskılanmış Polimer Nanopartiküllerin Sentezi”). serotonin, dopamin ve asetilkolin gibi spesifik küçük nörotransmitterleri tespit etmek için prob görevi gören floresan moleküler baskılı polimerik nanoparçacıkları (fMIP-NP'ler) sentezlediler. (Resim: Prof. Yasuo Yoshimi, SIT) Prof. Yoshimi kısaca fMIP-NP sentezinin temellerini açıklıyor. “Birden fazla adım içeriyor. İlk olarak, tespit edilecek hedef nörotransmitter bir cam boncuk yüzeyine sabitlenir. Daha sonra, farklı işlevlere (tespit, çapraz bağlanma ve flüoresans) sahip monomerler (polimerlerin yapı taşları), boncukların etrafında polimerleşerek nörotransmitteri sarar. Ortaya çıkan polimer daha sonra, bir boşluk olarak damgalanmış nörotransmitter yapıya sahip bir nanoparçacık elde etmek için yıkanır. Sadece belirli bir anahtarın bir kilidi açabilmesi gibi, sadece hedef nörotransmitere uyacaktır. Bu nedenle, fMIP-NP'ler beyindeki karşılık gelen nörotransmitterleri tespit edebilir." Hedef nörotransmiterler boşluğa sığdığında, fMIP-NP'ler şişer ve büyür. Araştırmacılar bunun, flüoresan monomerler arasındaki mesafeyi artırdığını ve bunun da flüoresanı baskılayan kendi kendini söndürme de dahil olmak üzere birbirleriyle etkileşimlerini azalttığını öne sürüyorlar. Sonuç olarak, flüoresan yoğunluğu artarak nörotransmiterlerin varlığını gösterir. Araştırmacılar, fMIP-NP sentezi sırasında cam küreciklerin yüzeyindeki nörotransmitter yoğunluğunu ayarlayarak saptama seçiciliğini geliştirdiler. Ek olarak, nörotransmiterleri sabitlemek için malzeme seçiminin, tespit özgüllüğünde çok önemli bir rol oynadığı bulundu. Araştırmacılar, harmanlanmış silanın, nörotransmitterleri, serotonin ve dopamini cam boncuk yüzeyine bağlamak için saf silandan daha iyi olduğunu bulmuşlardır. Harmanlanmış silan kullanılarak sentezlenen fMIP-NP'ler, spesifik olarak serotonin ve dopamini tespit etti. Buna karşılık, saf silan kullanılarak sentezlenenler, hedef olmayan nörotransmiterlere yanıt veren ve onları yanlış bir şekilde serotonin ve dopamin olarak tanımlayan spesifik olmayan fMIP-NP'lerle sonuçlandı. Benzer şekilde poli([2-(metakrililoksi)etil]trimetilamonyum klorür (METMAC)-ko-metakrilamid) ancak METMAC homopolimerinin nörotransmiter asetilkolinin etkili bir sahte şablonu olduğu bulundu. İlki, asetilkolini seçici olarak saptayan fMIP-NP'ler üretirken, ikincisi yanıt vermeyen nanopartiküllere yol açtı. Bu sonuçlar, beynimizde salınan nörotransmitterlerin seçici olarak saptanmasında fMIP-NP'lerin uygulanabilirliğini göstermektedir. "Beynin bu yeni teknikle görüntülenmesi, nörotransmitter difüzyonu ile beyin aktivitesi arasındaki ilişkiyi ortaya çıkarabilir. Bu da, nörolojik hastalıkları tedavi etmemize ve hatta insan beyni fonksiyonlarını taklit eden gelişmiş bilgisayarlar yaratmamıza yardımcı olabilir" dedi.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62497.php