WWC1

(تم التحويل من KIBRA)
WWC1
Available structures
PDBHuman UniProt search: PDBe RCSB
Identifiers
AliasesWWC1, HBEBP3, HBEBP36, KIBRA, MEMRYQTL, PPP1R168, WW and C2 domain containing 1
External IDsOMIM: 610533 HomoloGene: 69180 GeneCards: WWC1
Orthologs
SpeciesHumanMouse
Entrez

23286

n/a

Ensembl

ENSG00000113645

n/a

UniProt

Q8IX03

n/a

RefSeq (mRNA)

NM_001161661، NM_001161662، NM_015238، XM_005265850، XM_005265853، XM_011534485، XM_011534486، XM_011534487، XM_011534488، XM_011534489، XM_011534490، XM_017009276، XM_047417017، XM_047417018، XM_047417019، XM_047417020، XM_047417021 XM_011534491، NM_001161661، NM_001161662، NM_015238، XM_005265850، XM_005265853، XM_011534485، XM_011534486، XM_011534487، XM_011534488، XM_011534489، XM_011534490، XM_017009276، XM_047417017، XM_047417018، XM_047417019، XM_047417020، XM_047417021

n/a

RefSeq (protein)

NP_001155134، NP_056053، XP_005265907، XP_005265910، XP_011532787، XP_011532788، XP_011532789، XP_011532790، XP_011532791، XP_011532792، XP_011532793، XP_016864765، XP_016864767 NP_001155133، NP_001155134، NP_056053، XP_005265907، XP_005265910، XP_011532787، XP_011532788، XP_011532789، XP_011532790، XP_011532791، XP_011532792، XP_011532793، XP_016864765، XP_016864767

n/a

Location (UCSC)n/an/a
PubMed search[1]n/a
Wikidata
View/Edit HumanView/Edit Mouse

الپروتين كيبرا (Protein KIBRA)، ويُعرف أيضاً باسم البروتين المعبر عنه في الكلى والمخ (kidney and brain expressed protein، اختصاراً KIBRA، أو الپروتين المحتوي على النطاق WW (WW domain-containing protein 1، اختصاراً WWC1)، هو پروتين موجود لدى البشر يُشفر بواسطة الجين WWC1.[2][3][4]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الأبحاث على الذاكرة البشرية

منذ عام 2006، هناك نيوكليوتيد واحد متعدد الأشكال (rs17070145) [5] في الجين المرتبط بأداء الذاكرة البشرية والقدرة الإدراكية في دراسات مختلفة. وفي حين لم يُعثر على دعم كبير لارتباط KIBRA بالذاكرة في دراسة أجريت عام 2008 على 584 شخصاً،[6] أعيدت الدراسة الأصلية التي أجريت عام 2006 على عينة أصغر من السكان المسنين عام 2008.[7] وأشارت دراستان لاحقتان أجريتا عام 2009 إلى أن KIBRA يرتبط بشكل خاص بنسيان المواد غير الدلالية وكذلك المرونة الإدراكية بين المدخنين وغير المدخنين..[8] لقد ثبت أن SNPs KIBRA تعمل على زيادة حجم الحُصين وتؤثر على القدرة المكانية والإنجاز العلمي.[9][10]

بدأت الدراسات أيضاً في التحقيق من دور KIBRA في مرض ألزايمر.[11]

تُخزَّن الذكريات عن طريق تفاعل پروتينين: پروتين هيكلي، KIBRA (باللون الأخضر)، يعمل كعلامة مشبكية ثابتة، وپروتين تقوية المشبك، پروتين PKCζ (باللون الأحمر). تعمل الأدوية التي تعطل التفاعل الذي يديم الذاكرة (بالألوان الأخرى) على محو الذكريات طويلة الأمد والبعيدة التي تكوينها مسبقاً.

في 22 أكتوبر 2024، توصل فريق من العلماء إلى اكتشاف هام حول كيفية احتفاظ المخ بالذكريات طويلة الأمد. حدد العلماء پروتين KIBRA، الذي يعمل بمثابة "غراء" لتثبيت PKMζ، وهو پروتين ضروري لتعزيز الروابط المشبكية بين الخلايا العصبية. ويضمن هذا التفاعل عدم فقدان الذكريات مع تدهور پروتينات المخ وتجددها، مما يوفر فهمًا أعمق لاستقرار الذاكرة. وقد نُشرت النتائج في مجلة ساينس أدڤنسز. كان العلماء مدفوعين بسؤال قديم في علم الأعصاب: كيف يمكن للذكريات أن تدوم لسنوات أو حتى عقود عندما تستبدل الجزيئات في المخ باستمرار؟ تخزن الخلايا العصبية المعلومات بقوة المشابك العصبية، لكن الپروتينات والجزيئات في تلك المشابك غير مستقرة وتتحلل بعد بضعة أيام فقط. وهذا يخلق لغزاً - إذا كانت اللبنات الأساسية للذاكرة قصيرة العمر إلى هذا الحد، فما الذي يسمح لنا بالحفاظ على ذكريات طويلة الأمد؟ كانت فكرة أن بعض التفاعلات الجزيئية قد توفر الاستقرار لتخزين الذاكرة موجودة منذ عام 1984، عندما اقترح فرانسيس كريك أن التفاعلات المستمرة بين الپروتينات قد تحافظ على قوة التشابك العصبي بمرور الوقت. سعت هذه الدراسة الجديدة إلى استكشاف هذه الفرضية بشكل أكبر، مع التركيز على دور PKMζ وكيف قد يساهم تفاعله مع پروتين آخر، KIBRA، في استقرار الذاكرة طويلة المدى.[12]

قال مؤلف الدراسة تود ساكتور، الأستاذ في جامعة صني داونستيت للعلوم الصحية: "لقد كنت مهتمًا بالذاكرة منذ أن كنت طفلاً صغيراً. كما كان لدي شعور بأن هناك دائمًا مستويات أعمق وأبسط من الفهم لأي عملية غامضة، وقد دفعتني الفضول إلى العثور على أعمق مستويات الذاكرة". وأوضح ساكتور أنه في الكلية أصبح مهتمًا بفهم كيفية تخزين الذاكرة على المستوى الجزيئي، مع التركيز على التعزيز المستمر للمشابك العصبية أثناء التعلم. وخلال فترة امتيازه جامعة كلومبيا، حيث تخصص في علم الأعصاب، عمل في مختبر جيمس شوارتز، الذي قاده نحو اكتشاف PKMζ، وهو پروتين يقوي الروابط المشبكية. "وتابع ساكتور: ""كان الباقي ببساطة محاولة لمعرفة ما يفعله PKMζ وكيف يعمل. وفي النهاية، لكي تستمر الذاكرة لسنوات، أي بعد عمر الجزيئات الفردية، أدركنا أن PKMζ لابد أن يكون له شريك، وهو الاكتشاف المقدم في هذه الورقة البحثية".

وأضاف أندريه فنتون، أستاذ علم الأعصاب جامعة نيويورك وأحد الباحثين الرئيسيين في الدراسة، أنه انجذب إلى هذا البحث لأنه مهتم بكشف العمليات الأساسية التي تكمن وراء تجربتنا الذاتية. وأضاف فنتون: "في حين تتطلب التجربة نشاطاً معقداً في المخ لمعالجة المعلومات، فقد اعتقدت منذ فترة طويلة أن مفهومنا للذاكرة ضروري لهذه المعالجة، ليس فقط لتخزين ما حدث بالفعل ولكن أيضًا لتوليد التوقعات والمعتقدات التي تؤثر، إن لم تكن تملي، التجربة اللاحقة"، كما قال فينتون. "بينما كانت دائماً مشكلة رائعة معرفة كيف يمكن للذاكرة أن تستمر لسنوات عندما لا تدوم مكونات الپروتين المكونة سوى أيام أو أسابيع، فإن العمل الذي تحدى بعض اكتشافاتنا وفهمنا السابقين أشار إلى حل". ولاستكشاف العلاقة بين KIBRA وPKMζ، استخدم الباحثون فئران ذكر في المختبر. وأجرى العلماء سلسلة من التجارب شملت شرائح الحُصين، وهي منطقة من المخ بالغة الأهمية للذاكرة، وتقنيات مختلفة مثل اختبارات الربط القرب والمجهر البؤري لتصور التفاعلات الجزيئية بين KIBRA وPKMζ. كما استخدموا فئراناً معدلة وراثياً تفتقر إلى PKMζ لمعرفة كيف يختلف الحفاظ على الذاكرة عند غياب هذا الپروتين. بالإضافة إلى ذلك، أُستخدمت الاختبارات السلوكية، مثل مهام الذاكرة المكانية، لتقييم تأثير تعطيل تفاعل KIBRA-PKMζ على الاحتفاظ بالذاكرة.

وتضمنت إحدى التجارب الرئيسية استخدام عقار يسمى ζ-stat، والذي يمنع التفاعل بين KIBRA وPKMζ، لمعرفة ما إذا كان هذا من شأنه أن يعطل استقرار التعزيز المشبكي والذاكرة طويلة الأمد. كما قدمت تجربة أخرى پپتيداً يسمى K-ZAP، والذي يحاكي موقع ارتباط KIBRA ويتداخل مع قدرته على تثبيت PKMζ، مما يزيد من اختبار أهمية هذا التفاعل. توصلت الدراسة إلى أدلة على أن پروتين KIBRA يلعب دوراً حيوياً في تثبيت پروتين PKMζ عند المشابك العصبية، مما يؤدي إلى إنشاء "علامة مشبكية مستمرة" تساعد في الحفاظ على الذاكرة طويلة المدى. ووجد الباحثون أنه عند تنشيط المشابك العصبية أثناء التعلم، يرتبط پروتين KIBRA بهذه المشابك العصبية ويساعد پروتين PKMζ على البقاء متصلاً بها. ويضمن هذا الاتصال بقاء المشابك العصبية قوية، حتى مع تدهور المكونات الجزيئية الأخرى واستبدالها. وصرح ساكتور: "للمرة الأولى، أصبح لدينا فهم حيوي أساسي لكيفية استمرار الذاكرة لسنوات، وربما حتى عقود من الزمن". وبشكل أكثر تحديداً، لاحظ الباحثون أنه عندما استُخدم عقار ζ-stat لمنع تفاعل KIBRA-PKMζ، فقد عكست عملية تعزيز المشابك العصبية التي تم تعزيزها سابقاً أثناء التعلم. وكان هذا التأثير انتقائياً، حيث أثر فقط على المشابك العصبية النشطة التي شاركت في تكوين الذاكرة، بينما ترك المشابك العصبية غير النشطة دون تأثير. وهذا يشير إلى أن تفاعل KIBRA-PKMζ أمر بالغ الأهمية للحفاظ على قوة المشابك العصبية المرتبطة بالذاكرة.

في الاختبارات السلوكية، أدى تعطيل تفاعل KIBRA-PKMζ في الفئران أيضاً إلى فقدان الذاكرة طويلة المدى. ولم تتمكن الفئران التي تلقت حقن ζ-stat بعد تعلم مهمة الذاكرة المكانية من تذكر موقع منطقة الصدمة في الاختبارات اللاحقة. ومن المثير للاهتمام أن هذا التأثير لم يُلاحظ في الفئران المعدلة وراثياً والتي تفتقر إلى PKMζ، مما يؤكد بشكل أكبر أن تفاعل KIBRA مع PKMζ ضروري للحفاظ على الذاكرة. ووجد الباحثون أيضاً أن هذا التفاعل الجزيئي ليس مهماً للذاكرة قصيرة المدى فحسب، بل يمكنه أيضاً الحفاظ على الذاكرة لأسابيع. وحتى عندما تحلل PKMζ بمرور الوقت، ظلت مجمعات KIBRA-PKMζ في المشابك، مما يشير إلى أن جزيئات PKMζ الجديدة تستمر في التوليف ودمجها في نفس المواقع المشبكية، مما يسمح للذكريات بالاستمرار لفترة طويلة بعد التعلم الأولي. وقال فنتون: "إن التفاعل المستمر بين KIBRA-PKMζ يفسر كيف يمكن للذاكرة أن تستمر مدى الحياة، وهو أمر يحاول البشر فهمه منذ فترة طويلة جداً، على الأقل منذ أن كتب أفلاطون عنه". لكن هناك المزيد إذا ما ربطنا بين بعض النقاط. فالمخ البشري يتكون من نحو مائة بليون خلية عصبية، تتلقى كل منها اتصالات إدخالية عند المشابك العصبية من نحو عشرة آلاف خلية عصبية أخرى. وعندما نكتسب أي خبرة فإننا نستخدم الدوائر العصبية في دماغنا لمعالجة المعلومات التي تحددها تدفقات النشاط الكهروكيميائي عبر شبكات فرعية من تلك الاتصالات بين ملايين الخلايا العصبية. وقد تكون الذاكرة نتيجة لتغيير الخبرة لتلك الاتصالات، وهي عادة جزء صغير للغاية (1%). فكيف يمكن لتجربة اليوم أن تغير الاتصالات باستمرار بحيث تظل ذكرى التجربة لسنوات؟.

وأوضح فنون: "لقد حددت هذه الدراسة أن الذاكرة هي نتيجة لعملية كيميائية حيوية نشطة ومستمرة حيث يُستهدف عمل الكيناز لپروتين محفز نشط باستمرار، PKMζ، للاتصالات المنشطة بالتجربة داخل الخلايا العصبية التي تشكل اتصالات معالجة المعلومات للدائرة العصبية الوسيطة بالتجربة. وأضاف: "يتم تخليق PKMζ في خلية عصبية نشطة ولأن KIBRA، وهو جزيء مستهدف يتراكم عند الاتصالات المنشطة، فإنه يوجه عمل الكيناز للپروتينز PKMζ إلى تلك المواقع المحددة. ويقول: "إن خلاصة ما توصلنا إليه هنا هي أن التجربة تنشط الدوائر العصبية التي تعالج المعلومات، وأن هذه المعالجة تخلق الذاكرة، التي تعتمد على عملية حيوية فيزيائية أنيقة نشطة باستمرار، والتي تخزن المعلومات في الحال، ومن خلال تخزين هذه المعلومات تتغير الدائرة العصبية ومعها معالجة المعلومات التي ستحدث من خلالها التجربة المستقبلية. إن الذاكرة تتعلق بالمستقبل".

ورغم أن الدراسة تقدم أدلة قوية على أن پروتين KIBRA ضروري للحفاظ على الذاكرة طويلة الأمد من خلال تثبيت پروتين PKMζ عند المشابك العصبية، إلا أن بعض القيود لا تزال قائمة. ويعترف الباحثون بأن أشكال الذاكرة قد لا تعتمد جميعها على هذا التفاعل الجزيئي. على سبيل المثال، وجدت الدراسة أن بعض أنواع الذاكرة، مثل ذاكرة الخوف السياقية، يتم الحفاظ عليها من خلال آليات مستقلة عن پروتين PKMζ. وسوف يتطلب فهم كيفية عمل هذه الأنظمة المختلفة مزيداً من التحقيق. وأشار ساكتور إلى أن "هناك بعض الذكريات التي لا يتم تخزينها بواسطة PKMζ. فهل يلعب KIBRA دوراً في هذه الذكريات من خلال التفاعل مع جزيئات تقوية المشابك العصبية المختلفة، ولكنها ذات صلة، أم أن هناك آليات مختلفة تماماً؟"

وهناك قيد آخر يتمثل في أن الدراسة، في حين تساعد في تفسير كيف يمكن للذكريات أن تستمر لسنوات على الرغم من التجدد الجزيئي، لم تشرح بالكامل كيف تبدأ عملية تكوين الذاكرة ــ على وجه التحديد، كيف يتم تجنيد KIBRA في البداية إلى المشابك العصبية المشاركة في تكوين الذاكرة. وسوف يكون هذا مجالاً هاماً للبحوث المستقبلية. ويخطط الباحثون أيضًا لاستكشاف التطبيقات المحتملة لنتائجهم في علاج الاضطرابات المرتبطة بالذاكرة. ونظراً لأن تفاعل KIBRA-PKMζ مهم للغاية لاستقرار الذاكرة، فمن المحتمل استخدام الأدوية التي تستهدف هذه العملية لتعزيز الذاكرة في حالات مثل مرض ألزايمر أو لإضعاف الذكريات الضارة في حالات مثل اضطراب ما بعد الصدمة.


التفاعلات

لدى الپروتين KIBRA أكثر من 10 شركاء تفاعل، من بينهم السيناپتوپودين، PKCζ والدندرين، والتي تعمل معظمها على تعديل اللدونة المشبكية. على سبيل المثال، الدندرين هو پروتين ما بعد المشبكي يُنظم التعبير عنه من خلال الحرمان من النوم.[13] تبين أن KIBRA [[تفاعل الپروتين-پروتين|يتفاعل مع الپروتين كيناز Mζ.[14]

المصادر

  1. ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  2. ^ Nagase T, Ishikawa K, Suyama M, Kikuno R, Hirosawa M, Miyajima N, et al. (December 1998). "Prediction of the coding sequences of unidentified human genes. XII. The complete sequences of 100 new cDNA clones from brain which code for large proteins in vitro". DNA Research. 5 (6): 355–364. doi:10.1093/dnares/5.6.355. PMID 10048485.
  3. ^ Kremerskothen J, Plaas C, Büther K, Finger I, Veltel S, Matanis T, et al. (January 2003). "Characterization of KIBRA, a novel WW domain-containing protein". Biochemical and Biophysical Research Communications. 300 (4): 862–867. doi:10.1016/S0006-291X(02)02945-5. PMID 12559952.
  4. ^ "Entrez Gene: WWC1 WW and C2 domain containing 1".
  5. ^ "dbSNP: rs17070145".
  6. ^ Need AC, Attix DK, McEvoy JM, Cirulli ET, Linney KN, Wagoner AP, et al. (July 2008). "Failure to replicate effect of Kibra on human memory in two large cohorts of European origin". American Journal of Medical Genetics. Part B, Neuropsychiatric Genetics. 147B (5): 667–668. doi:10.1002/ajmg.b.30658. hdl:11858/00-001M-0000-0012-C950-9. PMID 18205171. S2CID 11769730.
  7. ^ Schaper K, Kolsch H, Popp J, Wagner M, Jessen F (July 2008). "KIBRA gene variants are associated with episodic memory in healthy elderly". Neurobiology of Aging. 29 (7): 1123–1125. doi:10.1016/j.neurobiolaging.2007.02.001. PMID 17353070. S2CID 35149885.
  8. ^ Bates TC, Price JF, Harris SE, Marioni RE, Fowkes FG, Stewart MC, et al. (July 2009). "Association of KIBRA and memory". Neuroscience Letters. 458 (3): 140–143. doi:10.1016/j.neulet.2009.04.050. PMID 19397951. S2CID 143816223.
  9. ^ Schuck NW, Doeller CF, Schjeide BM, Schröder J, Frensch PA, Bertram L, Li SC (October 2013). "Aging and KIBRA/WWC1 genotype affect spatial memory processes in a virtual navigation task". Hippocampus. 23 (10): 919–930. doi:10.1002/hipo.22148. hdl:21.11116/0000-0001-716B-8. PMID 23733450. S2CID 1787467.
  10. ^ Ahmetov II, Valeeva EV, Yerdenova MB, Datkhabayeva GK, Bouzid A, Bhamidimarri PM, et al. (January 2023). "KIBRA Gene Variant Is Associated with Ability in Chess and Science". Genes. 14 (1): 204. doi:10.3390/genes14010204. PMC 9859436. PMID 36672945.
  11. ^ Corneveaux JJ, Liang WS, Reiman EM, Webster JA, Myers AJ, Zismann VL, et al. (June 2010). "Evidence for an association between KIBRA and late-onset Alzheimer's disease". Neurobiology of Aging. 31 (6): 901–909. doi:10.1016/j.neurobiolaging.2008.07.014. PMC 2913703. PMID 18789830.
  12. ^ "Scientists discover "glue" that holds memory together in fascinating neuroscience breakthrough". psypost.org. 2024-10-23. Retrieved 2024-10-23.
  13. ^ Schneider A, Huentelman MJ, Kremerskothen J, Duning K, Spoelgen R, Nikolich K (2010). "KIBRA: A New Gateway to Learning and Memory?". Frontiers in Aging Neuroscience. 2: 4. doi:10.3389/neuro.24.004.2010. PMC 2874402. PMID 20552044.
  14. ^ Büther K, Plaas C, Barnekow A, Kremerskothen J (May 2004). "KIBRA is a novel substrate for protein kinase Czeta". Biochemical and Biophysical Research Communications. 317 (3): 703–707. doi:10.1016/j.bbrc.2004.03.107. PMID 15081397.

قراءات إضافية

وصلات خارجية

تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=WWC1&oldid=4044116"