Nhóm DGIST đầu tiên khám phá ra chức năng não quan trọng của protein CASKIN2

Giáo sư Ko Jae-won thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Daegu Gyeongbuk (DGIST) và nhóm nghiên cứu của ông đã lần đầu tiên trên thế giới xác định được chức năng của CASKIN2. Protein não này đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tín hiệu thần kinh chính xác và hình thành trí nhớ.

Trung tâm nghiên cứu về tính đa dạng và đặc hiệu của khớp thần kinh của trường, do Ko đứng đầu, đã công bố rằng họ đã phát hiện ra rằng protein CASKIN2 giúp kiểm soát cách các tế bào thần kinh gửi và nhận tín hiệu tại các khớp thần kinh, nơi một tế bào thần kinh giao tiếp với một tế bào khác, thường là một tế bào thần kinh khác.

Nghiên cứu này đánh dấu lần đầu tiên chức năng chính xác của protein này được phát hiện. Nghiên cứu này được kỳ vọng sẽ mang lại những hiểu biết quan trọng về nguyên nhân và các phương pháp điều trị mới tiềm năng cho các rối loạn não như bệnh Alzheimer và chứng tự kỷ.

Bộ não con người chứa hàng tỷ tế bào thần kinh trao đổi thông tin thông qua các khớp thần kinh, nơi đầu gửi và đầu nhận phải thẳng hàng với độ chính xác nanomet để truyền tín hiệu chính xác. Cho đến nay, cơ chế phân tử đằng sau sự thẳng hàng tinh vi này vẫn chưa được làm rõ.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng protein CASKIN2, nằm ở phía gửi tín hiệu của tế bào thần kinh, hoạt động như một chất điều hòa chính về cường độ và chất lượng tín hiệu tại các khớp thần kinh kích thích. Trong khi một protein tương tự khác, CASKIN1, không thực hiện được vai trò này, CASKIN2 đã được chứng minh là đóng một vai trò độc đáo và không thể thay thế trong việc ổn định giao tiếp giữa các tế bào thần kinh.

Quan trọng hơn, nghiên cứu phát hiện ra rằng CASKIN2 không chỉ hoạt động trong tế bào thần kinh gửi tín hiệu mà còn ảnh hưởng đến hoạt động của tế bào thần kinh tiếp nhận, đóng vai trò như một chất dẫn truyền chỉ đạo cả hai phía của quá trình giao tiếp.

Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng quá trình này phụ thuộc vào sự tương tác của CASKIN2 với một protein khác gọi là PTPσ, kích hoạt CASKIN2 thông qua công tắc hóa học, tổ chức lại tế bào để có tín hiệu ổn định hơn và phản ứng thần kinh sắc nét hơn.

Sử dụng các thí nghiệm trên chuột, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc mất CASKIN2 hoặc PTPσ làm suy giảm khả năng ghi nhớ địa điểm mới của động vật, đây là bằng chứng rõ ràng cho thấy những protein này rất quan trọng cho việc học và ghi nhớ.

Ko cho biết trong một thông cáo báo chí: "Nghiên cứu của chúng tôi tiết lộ, ở cấp độ phân tử, cách CASKIN2 trước synap tương tác với PTPσ để điều chỉnh các chức năng sau synap và góp phần hình thành trí nhớ".

“Phát hiện này cung cấp manh mối quan trọng để hiểu cách các tế bào thần kinh giao tiếp chính xác và đặt nền tảng cho việc phát triển liệu pháp mới nhắm vào con đường CASKIN2–PTPσ để điều trị các rối loạn thần kinh.”

Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí khoa học Proceedings of the National Academy of Sciences vào thứ Tư.