পার্ট 1: ড্রোসোফিলা কেনিয়ন কোষ থেকে ম্যাগনেসিয়াম প্রবাহ স্বাভাবিক এবং ডায়েট-বর্ধিত দীর্ঘমেয়াদী স্মৃতির জন্য গুরুত্বপূর্ণ

আরো তথ্যের জন্য:Ali.ma@wecistanche.com

অনুগ্রহ করে পার্ট 2-এ এখানে ক্লিক করুন

Yanying Wu1, Yosuke Funato2, Eleonora Meschi1, Kristijan D Jovanoski1, Hiroaki Miki2, Scott Waddell1*

নিউরাল সার্কিট এবং আচরণের জন্য কেন্দ্র, অক্সফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়, টিন্সলে বিল্ডিং, অক্সফোর্ড, যুক্তরাজ্য; 2 সেলুলার রেগুলেশন বিভাগ, মাইক্রোবিয়াল ডিজিজেসের জন্য গবেষণা ইনস্টিটিউট, ওসাকা বিশ্ববিদ্যালয়, সুইটা, জাপান

বিমূর্ত খাদ্যতালিকাগত ম্যাগনেসিয়াম (Mg2 প্লাস) সম্পূরক বৃদ্ধি করতে পারেস্মৃতিতরুণ এবং বয়স্ক ইঁদুরের মধ্যে।স্মৃতি-বর্ধক ক্ষমতা মূলত হিপ্পোক্যাম্পাল সিনাপটিক ঘনত্ব বৃদ্ধি এবং NMDA-টাইপ গ্লুটামেট রিসেপ্টরের NR2B সাবইউনিটের উন্নত অভিব্যক্তির জন্য দায়ী করা হয়েছিল। এখানে আমরা দেখাই যে Mg2 প্লাস খাওয়ানো দীর্ঘমেয়াদী বৃদ্ধি করেস্মৃতিড্রোসোফিলায়। সাধারণ এবং Mg2 প্লাস - উন্নত মাছিস্মৃতিমাশরুমের শরীরে NMDA রিসেপ্টর থেকে স্বতন্ত্রভাবে প্রদর্শিত হয় এবং এর পরিবর্তে একটি সংরক্ষিত CNNM-টাইপ Mg2 প্লাস-এফফ্লাক্স ট্রান্সপোর্টার অপ্রসারিত (uex) জিন দ্বারা এনকোড করা প্রয়োজন। UEX একটি পুটেটিভ সাইক্লিক নিউক্লিওটাইড-বাইন্ডিং হোমোলজি ডোমেন ধারণ করে এবং এর মিউটেশন একটি ফাংশন থেকে uex এর জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা আলাদা করেস্মৃতি. অধিকন্তু, মাশরুমের শরীরের কেনিয়ন কোষে (কেসি) UEX স্থানীয়করণ পরিবর্তিত হয়স্মৃতি-সিএএমপি-সম্পর্কিত জিনে মিউটেশনকে আশ্রয়কারী ত্রুটিপূর্ণ মাছি। কার্যকরী ইমেজিং পরামর্শ দেয় যে KC Mg2 প্লাসের ধীর ছন্দবদ্ধ রক্ষণাবেক্ষণের জন্য UEX-নির্ভর প্রবাহের প্রয়োজন। আমরা প্রস্তাব করি যে নিয়ন্ত্রিত নিউরোনাল Mg2 প্লাস প্রবাহ স্বাভাবিকের জন্য গুরুত্বপূর্ণ এবং Mg2 প্লাস-বর্ধিতস্মৃতি.

ক্লিক করুনCistanche ভিটামিনের দোকান এবং স্মৃতির জন্য Cistanche

ভূমিকা

ম্যাগনেসিয়াম (Mg2 প্লাস) সেলুলার মেটাবলিজমের একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে এবং 350 টিরও বেশি এনজাইমের জন্য একটি অপরিহার্য সহ-ফ্যাক্টর হিসাবে বিবেচিত হয় (রোমানি এবং স্কারপা, 2000; ভিঙ্ক এবং নেচিফোর, 2011)। ফলস্বরূপ, Mg2 প্লাস হোমিওস্টেসিসের পরিবর্তনগুলি স্নায়ুতন্ত্রকে প্রভাবিত করে এমন ক্লিনিকাল অবস্থার বিস্তৃত পরিসরের সাথে যুক্ত, যেমন গ্লুকোমা (ডিটোমা এট আল।, 2014), পারকিনসন্স ডিজিজ (হার্মোসুরা এট আল।, 2005; হারমোসুরা এবং Garruto, 2007; Lin et al., 2014; Shindo et al., 2016), আলঝেইমার রোগ (Andra´si et al., 2000; Andra´si et al., 2005; Cilliler et al., 2007; Durlach et al. ., 1997; গ্লিক, 1990; লেমকে, 1995; চুই এট আল।, 2011; ভুরাল এট আল।, 2010), উদ্বেগ (সার্টোরি এট আল।, 2012), বিষণ্নতা (হুইটল এট আল।, 2011; মুর্ক; 2; Murck, 2013; Rasmussen et al., 1990; Ghafari et al., 2015), এবং বুদ্ধিবৃত্তিক অক্ষমতা (Arjona et al., 2014)।

সম্ভবত আশ্চর্যজনকভাবে, ডায়েটের মাধ্যমে মস্তিষ্কের Mg2 প্লাস বৃদ্ধি নিউরোনাল প্লাস্টিকতা এবং উন্নত করতে পারেস্মৃতিতরুণ এবং বয়স্ক ইঁদুরের কর্মক্ষমতা, বিভিন্ন আচরণগত কাজে পরিমাপ করা হয়েছে (স্লুটস্কি এট আল।, 2010; ল্যান্ডফিল্ড এবং মরগান, 1984; মিকলি এট আল।, 2013; আবুমারিয়া এট আল।, 2013)। উপরন্তু, উন্নত Mg2 প্লাস আলঝাইমার রোগের একটি মাউস মডেলে জ্ঞানীয় ঘাটতি হ্রাস করেছে (লি এট আল।, 2013) এবং ভয়ের স্মৃতির বিলুপ্তি বাড়িয়েছে (আবুমারিয়া এট আল।, 2011)। এই দৃশ্যত উপকারী প্রভাবগুলি এই প্রস্তাবের দিকে পরিচালিত করেছে যে খাদ্যতালিকাগত Mg2 প্লাস বিভিন্ন ধরণের রোগীদের জন্য থেরাপিউটিক মান থাকতে পারে।স্মৃতি-সম্পর্কিত সমস্যা (বিলার্ড, 2011)।

মস্তিষ্কে Mg2 প্লাস অ্যাকশনের বিপুল সংখ্যক সম্ভাব্য সাইট থাকা সত্ত্বেও,স্মৃতি-ইঁদুরের সম্পত্তি বৃদ্ধির জন্য মূলত হিপ্পোক্যাম্পাল সিনাপটিক ঘনত্ব বৃদ্ধি এবং এন-মিথাইল-ডি-অ্যাসপার্টেট গ্লুটামেট রিসেপ্টর (NMDARs) এর কার্যকলাপকে দায়ী করা হয়েছে। এক্সট্রাসেলুলার এমজি২ প্লাস এনএমডিএআর-এর চ্যানেলের ছিদ্রকে ব্লক করে এবং এর ফলে অন্যান্য আয়নগুলির উত্তরণে বাধা দেয় (মেয়ার এট আল।, 1984; ডাইজেস্ট) প্রবাদ বাক্য 'তুমি যা খাও তাই' এই ধারণাটিকে পুরোপুরি সংক্ষিপ্ত করে যে আমাদের খাদ্য আমাদের মানসিক এবং উভয়কেই প্রভাবিত করতে পারে। শারীরিক স্বাস্থ্য। আমরা জানি যে হৃদপিণ্ডের জন্য ভালো খাবার যেমন বাদাম, তৈলাক্ত মাছ এবং বেরি মস্তিষ্কের জন্যও ভালো। আমরা এটাও জানি যে ভিটামিন এবং খনিজ সামগ্রিক ভালো স্বাস্থ্যের জন্য অপরিহার্য। কিন্তু এর কোনো প্রমাণ আছে কি? নির্দিষ্ট ভিটামিন বা খনিজ গ্রহণ আপনার মস্তিষ্কের শক্তি বৃদ্ধি করতে সাহায্য করতে পারে?

যদিও এটি সত্য হতে প্রায় খুব ভাল শোনাতে পারে, তবে কিছু প্রমাণ রয়েছে যে এটি অন্তত একটি খনিজ, ম্যাগনেসিয়ামের ক্ষেত্রে। ইঁদুরের উপর গবেষণায় দেখা গেছে যে খাবারে ম্যাগনেসিয়ামের পরিপূরক যোগ করলে প্রাণীরা স্মৃতিশক্তি কতটা ভালোভাবে সম্পাদন করে। অল্পবয়সী এবং বৃদ্ধ উভয় প্রাণীই অতিরিক্ত ম্যাগনেসিয়াম থেকে উপকৃত হয়। এমনকি আল্জ্হেইমের রোগের মতো অবস্থার সাথে বয়স্ক ইঁদুরগুলিও কম দেখায়স্মৃতিম্যাগনেসিয়াম সম্পূরক দেওয়া হলে ক্ষতি। কিন্তু অন্যান্য প্রজাতি সম্পর্কে কি?

উ এট আল। এখন দেখান যে ম্যাগনেসিয়াম সম্পূরকগুলি ফলের মাছিগুলিতে স্মৃতিশক্তির কার্যকারিতা বাড়ায়। একদল মাছিকে বেশ কয়েকদিন স্ট্যান্ডার্ড কর্নমিল খাওয়ানো হয়েছিল, অন্য দলকে ম্যাগনেসিয়ামের সাথে সম্পূরক ভুট্টা খাওয়া হয়েছিল। উভয় গোষ্ঠীকে তখন খাদ্য পুরস্কারের সাথে গন্ধ যুক্ত করার জন্য প্রশিক্ষণ দেওয়া হয়েছিল। অতিরিক্ত ম্যাগনেসিয়াম প্রাপ্ত মাছি ভাল দেখায়স্মৃতিপ্রশিক্ষণের 24 ঘন্টা পর পরীক্ষা করা হলে গন্ধের জন্য।

উ এট আল। দেখান যে ম্যাগনেসিয়াম উন্নতি করেস্মৃতিইঁদুরের জন্য পূর্বে রিপোর্ট করা একটি ভিন্ন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে মাছিদের মধ্যে। ইঁদুরগুলিতে, ম্যাগনেসিয়াম গ্লুটামেট নামক মস্তিষ্কের রাসায়নিকের জন্য একটি রিসেপ্টর প্রোটিনের মাত্রা বাড়িয়ে দেয়। ফলের মাছি, বিপরীতে,স্মৃতিবুস্ট একটি প্রোটিনের উপর নির্ভর করে যা নিউরন থেকে ম্যাগনেসিয়াম পরিবহন করে। মিউট্যান্ট ফ্লাই যা এই ট্রান্সপোর্টারের অভাব ছিল তারা স্মৃতিশক্তির দুর্বলতা দেখিয়েছে। সাধারণ মাছিদের থেকে ভিন্ন, যাদের পরিবহণকারী নেই তারা ম্যাগনেসিয়াম-সমৃদ্ধ খাবার খাওয়ার পরে কোনো স্মৃতিশক্তির উন্নতি দেখায়নি। ফলাফলগুলি পরামর্শ দেয় যে ট্রান্সপোর্টার নিউরাল কার্যকলাপের প্রতিক্রিয়া হিসাবে মস্তিষ্কের কোষগুলির ভিতরে ম্যাগনেসিয়ামের মাত্রা সামঞ্জস্য করতে সাহায্য করতে পারে।

মানুষ এই ম্যাগনেসিয়াম ট্রান্সপোর্টারের চারটি রূপ তৈরি করে, প্রতিটি আলাদা জিন দ্বারা এনকোড করা হয়। এই পরিবহনকারীদের মধ্যে একজন ইতিমধ্যে মস্তিষ্কের বিকাশে জড়িত। Wu et al এর ফলাফল। পরামর্শ দেয় যে পরিবহণকারীরা জ্ঞানকে প্রভাবিত করতে প্রাপ্তবয়স্কদের মস্তিষ্কেও কাজ করতে পারে। ম্যাগনেসিয়াম ট্রান্সপোর্টারকে টার্গেট করা শেষ পর্যন্ত চিকিত্সার প্রতিশ্রুতি রাখতে পারে কিনা তা পরীক্ষা করার জন্য আরও অধ্যয়ন প্রয়োজনস্মৃতিপ্রতিবন্ধকতা

বেকারস এবং স্টিভেনস, 1993; জাহর এবং স্টিভেনস, 1990; নওয়াক এট আল।, 1984)। গুরুত্বপূর্ণভাবে, পূর্বের নিউরোনাল ডিপোলারাইজেশন, অন্যান্য ট্রান্সমিটার রিসেপ্টর দ্বারা চালিত, NMDAR-এ Mg2 প্লাস ব্লক ছেড়ে দিতে এবং গ্লুটামেট-গেটেড Ca2 প্লাস ইনফ্লাক্সের অনুমতি দিতে হয়। এনএমডিএআর, তাই, একটি সম্ভাব্য হেবিয়ান কাকতালীয় আবিষ্কারক হিসাবে নিউরোনাল প্লাস্টিসিটিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। শারীরবৃত্তীয় পরিসরের মধ্যে (0.8-1.2 মিমি) বহির্মুখী Mg2 প্লাস ঘনত্বের ([Mg2 প্লাস ]e) তীব্র উচ্চতা এনএমডিএআর-নির্ভর দীর্ঘমেয়াদী সম্ভাবনার (ডানউইডি এবং লিঞ্চ, 1979; মালেঙ্কা এট আল।, 1992) আনয়নকে বিরোধিতা করতে পারে। এবং Nicoll, 1993; Slutsky et al., 2004)। বিপরীতে, নিউরোনাল সংস্কৃতিতে কয়েক ঘন্টার জন্য [Mg2 প্লাস ]e বাড়ানোর ফলে NMDAR মধ্যস্থতাকারী স্রোত বৃদ্ধি পায় এবং LTP-এর প্রকাশের সুবিধা হয় (Slutsky et al., 2004)। Mg2 plus -L-threonate (Slutsky et al., 2010) খাওয়ানো ইঁদুরের মস্তিষ্কে বর্ধিত [Mg2 প্লাস]e-এর বর্ধিত প্রভাবও পরিলক্ষিত হয়েছে। হিপ্পোক্যাম্পাল নিউরোনাল সার্কিটগুলি NR2B সাবইউনিট-ধারণকারী NMDARs (Slutsky et al., 2004; Slutsky et al., 0201) বর্ধিত [Mg2 প্লাস ]eকে সামঞ্জস্য করার জন্য হোমিওস্ট্যাটিক প্লাস্টিকতা (Turrigiano, 2008) এর মধ্য দিয়ে যায়। এনএমডিএআর ধারণকারী NR2B সহ হিপ্পোক্যাম্পাল সিন্যাপসের উচ্চ ঘনত্ব [Mg2 plus]e-এর দীর্ঘস্থায়ী বৃদ্ধির জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে পারে বলে মনে করা হয় বার্স্ট ফায়ারিংয়ের সময় NMDAR স্রোত বৃদ্ধি করে। এই মডেলের সমর্থনে, NR2B ওভার এক্সপ্রেস করার জন্য জেনেটিক্যালি ইঞ্জিনিয়ার করা ইঁদুরগুলি উন্নত হিপোক্যাম্পাল এলটিপি এবং আচরণগত প্রদর্শন করেস্মৃতি(টাং এট আল।, 1999)।

ঘ্রাণঘটিতস্মৃতিড্রোসোফিলায় ডোপামিনার্জিক নিউরনগুলিকে শক্তিশালী করার দ্বারা চালিত একটি হেটেরোসিন্যাপটিক প্রক্রিয়া জড়িত, যার ফলে গন্ধ-সক্রিয় মাশরুম বডি (এমবি) কেনিয়ন কোষ (কেসি) এবং ডাউনস্ট্রিম মাশরুম বডি আউটপুট নিউরন (এমবিওএন) (Schetz30) এর মধ্যে কোলিনার্জিক সংযোগের প্রিসিন্যাপটিক ডিপ্রেশন হয়। ; Aso et al., 2010; Aso et al., 2012; Claridge-Chang et al., 2009; Burke et al., 2012; Liu et al., 2012; Plac¸ais et al., 2013; Owald et al ., 2015; Hige et al., 2015; Barnstedt et al., 2016; Parisse et al., 2016; Aso et al., 2014; Oswald and Waddell, 2015)। উপরন্তু, ঘ্রাণজনিত প্রজেকশন নিউরন থেকে কোলিনার্জিক ট্রান্সমিশন (ইয়াসুয়ামা এট আল।, 2002; লেইস এট আল।, 2009) থেকে ঘ্রাণ সংক্রান্ত তথ্য কেসি-তে পৌঁছে দেওয়া হয়। যদিও এটি অনুমেয় যে গ্লুটামেট এখনও চিহ্নিত রুটের মাধ্যমে এমবি নেটওয়ার্কে সরবরাহ করা হয়েছে, বর্তমানে কোলিনার্জিক ইনপুট বা আউটপুট স্তরগুলির পরিচিত আর্কিটেকচারে NMDAR-নির্ভর প্লাস্টিকতার জন্য কোনও সুস্পষ্ট অবস্থান নেই (বার্নস্টেড এট আল।, 2016) ) মাছি, তাই, অন্যান্য প্রক্রিয়া তদন্ত করার জন্য একটি সম্ভাব্য মডেল প্রদান করে যার মাধ্যমে খাদ্যতালিকাগত Mg2 প্লাস বৃদ্ধি করতে পারেস্মৃতি.

ডোপামিনের শক্তিশালীকরণ প্রভাব নির্ভর করে Dop1R D1-টাইপ ডোপামিন রিসেপ্টর (Kim et al., 2007; Qin et al., 2012; Handler et al., 2019), যা ইতিবাচকভাবে cAMP উৎপাদনের সাথে মিলিত হয় (Tomchik) এবং ডেভিস, 2009; বোটো এট আল।, 2014)। তদুপরি, ড্রোসোফিলার প্রাথমিক গবেষণায় ডন্স এবং রুটাবাগা এনকোডেড সিএএমপি ফসফোডিস্টেরেজ এবং টাইপ I Ca2 প্লাস-স্টিমুলেটেড অ্যাডিনাইলেট সাইক্লেস যথাক্রমে ঘ্রাণশক্তির জন্য অপরিহার্য বলে চিহ্নিত করেছে।স্মৃতি(Dudai et al., 1976; Byers et al., 1981; Dudai and Zvi, 1984; Chen et al., 1986; Livingstone et al., 1984; Levin et al., 1992)। স্তন্যপায়ী কোষের গবেষণায় দেখা গেছে যে হরমোন বা এজেন্ট যেগুলি সেলুলার সিএএমপি স্তর বাড়ায় তারা প্রায়শই বহির্কোষী স্থানে Mg2 প্লাসের একটি উল্লেখযোগ্য Na প্লাস-নির্ভর এক্সট্রুশন বের করে (রোমানি এবং স্কারপা, 1990b; রোমানি এবং স্কারপা, 1990a; রোমানি এবং স্কারপা, 2000; ভিঙ্ক এবং নেচিফোর, 2011; ভারম্যান এবং গুন্থার, 1987)। যাইহোক, Mg2 প্লাস এক্সট্রুশন ইন-মেমরি প্রক্রিয়াকরণে কোনো ভূমিকা পালন করে কিনা তা স্পষ্ট নয়।

এখানে আমরা প্রদর্শন করি যে ড্রোসোফিলা দীর্ঘমেয়াদীস্মৃতি(LTM) খাদ্যতালিকাগত Mg2 প্লাস পরিপূরক দ্বারা উন্নত করা যেতে পারে। আমরা দেখতে পাই যে unextended (uex) (Maeda, 1984; Coulthard et al., 2010) জিন, যা স্তন্যপায়ী সাইক্লিন M2 Mg2 প্লাস-এফফ্লাক্স ট্রান্সপোর্টার (CNNM) প্রোটিনের একটি কার্যকরী ফ্লাই অরথলগকে এনকোড করে।স্মৃতি- Mg2 প্লাসের সম্পত্তি বৃদ্ধি করে। MB KC-তে UEX ফাংশন LTM-এর জন্য প্রয়োজন এবং uex-এর কার্যকরী পুনরুদ্ধার MB-কে Mg2 প্লাস-নির্ভর মেমরি বর্ধনের মূল সাইট হিসাবে প্রকাশ করে। ডিএনসি বা রাট জিনে মিউটেশন প্রবর্তন করে ক্রমাগতভাবে সিএএমপি বিপাক পরিবর্তন করা UEX এর সেলুলার স্থানীয়করণকে পরিবর্তন করে। অধিকন্তু, UEX-এ সংরক্ষিত সাইক্লিক নিউক্লিওটাইড-বাইন্ডিং হোমোলজি (CNBH) ডোমেন পরিবর্তন করা ইউএক্সের মেমরির কার্যকারিতা থেকে একটি অপরিহার্য ভূমিকাকে বাদ দেয়। KC Mg2 প্লাস স্তরের ধীর ছন্দবদ্ধ রক্ষণাবেক্ষণের জন্য UEX-চালিত Mg2 প্লাস ফ্লাক্স প্রয়োজন যা Mg2 প্লাস ফ্লাক্স ইন-মেমরি প্রক্রিয়াকরণের জন্য একটি সম্ভাব্য ভূমিকার পরামর্শ দেয়।

ফলাফল

Mg2 প্লাস খাওয়ানো বন্য ধরনের মাছিদের LTM বৃদ্ধি করে

পূর্বের সমীক্ষায় জানা গেছে যে Mg2 প্লাস-এর উচ্চ ঘনত্ব যুক্ত খাবারের সাথে ইঁদুরকে খাওয়ানো তাদের শেখার এবং স্মৃতিশক্তি বৃদ্ধি করে (Slutsky et al., 2010; Landfield and Morgan, 1984; Abumaria et al., 2011; Mickley et al., 2013; আবুমারিয়া এট আল।, 2013)। আমরা, তাই, প্রশিক্ষণের আগে মাছিদের উচ্চ ঘনত্বের Mg2 প্লাসযুক্ত খাবার খাওয়ানোর মাধ্যমে একই রকম প্রভাব রয়েছে কিনা তা পরীক্ষা করেছি। আশ্চর্যজনকভাবে, বন্য ধরণের মাছিদের 4 দিনের জন্য খাওয়ানোর আগে অতিরিক্ত ম্যাগনেসিয়াম ক্লোরাইড (MgCl2) এর সাথে সম্পূরক খাবারের সাথে প্রশিক্ষণের 24 ঘন্টা মেমরি কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে বর্ধিত হয়েছিল। মেমরি বর্ধিতকরণ ঘনত্বের উপর নির্ভর করে এবং 80 mM MgCl2 (চিত্র 1A) দিয়ে খাবারের পরিপূরক হওয়ার সময় সর্বাধিক ছিল। অবিলম্বে মেমরি কর্মক্ষমতা স্পষ্টভাবে উন্নত করা হয়নি (চিত্র 1B)। MgCl2 এর বর্ধিত প্রভাব ম্যাগনেসিয়াম সালফেট (MgSO4) খাওয়ানো মাছিগুলিতেও পরিলক্ষিত হয়েছিল কিন্তু ক্যালসিয়াম ক্লোরাইড (CaCl2) নয় (চিত্র 1C)। উপরন্তু, 5 থেকে 80 মিলিমিটার স্ট্রন্টিয়াম ক্লোরাইড (SrCl2) খাবারের সাথে 4 দিন মাছি খাওয়ানোর ফলে উচ্চ মাত্রার মৃত্যু হয়েছে এবং 5 মিমি SrCl2 খাওয়ানোর ফলে বেঁচে থাকা মাছিগুলি তাৎক্ষণিকভাবে বা 24 ঘন্টার মেমরির কর্মক্ষমতা দেখায়নি (ডেটা দেখানো হয়নি) . স্মৃতি-বর্ধক প্রভাব তাই বিশেষভাবে divalent Mg2 plus-এর খাদ্যতালিকাগত পরিপূরককে দায়ী করা যেতে পারে।

Mg2 প্লাস-বর্ধিত স্মৃতি মাশরুমের দেহে NMDAR থেকে স্বাধীন

যেহেতু ইঁদুরের ম্যাগনেসিয়াম-এল-থ্রোনেট বর্ধিত মেমরি হিপপোক্যাম্পাল NR2B সাবইউনিট-ধারণকারী NMDARs (Slutsky et al., 2010) এর আপগ্র্যুলেশনের সাথে সম্পর্কযুক্ত ছিল, তাই আমরা MgCl2 খাওয়ানো মাছিগুলিতে গ্লুটামেট রিসেপ্টর এক্সপ্রেশনের পরিবর্তনের জন্য পরীক্ষা করেছি। RT-qPCR বিশ্লেষণগুলি 80 mM সহ 4 দিনের জন্য খাওয়ানো মাছি থেকে নেওয়া মাথার পুটেটিভ NMDA (Nmdar1, Nmdar2), AMPA (GluRIA), বা কাইনেট-টাইপ (GluRIIA) রিসেপ্টরের জন্য mRNA-এর প্রাচুর্যের মধ্যে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য প্রকাশ করেনি। MgCl2 বনাম যাদের খাওয়ানো হয়েছে 1 mM MgCl2 (চিত্র 1D)।

আমরা পরবর্তীতে ট্রান্সজেনিক UAS-চালিত RNA হস্তক্ষেপ ব্যবহার করে Nmdar1 বা Nmdar2 জিনের অভিব্যক্তিকে ছিটকে দিয়ে Mg2 প্লাস-বর্ধিত মেমরির জন্য NMDAR ফাংশনের প্রয়োজন কিনা তা সরাসরি পরীক্ষা করেছিলাম।

চিত্র 1. খাদ্যতালিকাগত Mg2 প্লাস পরিপূরক ড্রোসোফিলার দীর্ঘমেয়াদী স্মৃতিশক্তি বাড়ায়। (A) Mg2 প্লাসের সাথে সম্পূরক খাবারে 1-5 দিনের বিজ্ঞাপন লিবিটাম খাওয়ানোর পরে বন্য ধরণের মাছিগুলিকে 24 ঘন্টার ক্ষুধার্ত স্মৃতির জন্য প্রশিক্ষিত এবং পরীক্ষা করা হয়েছিল। 80 mM MgCl2 দিয়ে 4 দিনের জন্য খাওয়ানো মাছিগুলিতে মেমরি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছিল, 1 mM খাওয়ানোর তুলনায়। 80 mM MgCl2 50 mM বা 100 mM এর চেয়ে সামান্য বেশি কর্মক্ষমতা উত্পন্ন করেছে এবং তাই সর্বোত্তম বলে বিবেচিত হয়েছিল (স্টারিস্কগুলি p নির্দেশ করে<0.05, t-test="" between="" 1="" mm="" and="" 80="" mm="" groups="" for="" each="" time="" point,="" n="6–8)." (b)="" 4="" days="" of="" 80="" mm="" mgcl2="" food="" did="" not="" enhance="" immediate="" memory.="" (c)="" appetitive="" 24="" hr="" memory="" was="" enhanced="" by="" feeding="" wild-type="" flies="" for="" 4="" days="" with="" mgcl2="" and="" mgso4,="" but="" not="" cacl2.="" asterisks="" denote="" significant="" differences=""><0.05, anova,="" n="6)" between="" mg2+="" fed="" and="" plain="" groups.="" (d)="" rt-qpcr="" showed="" no="" significant="" differences="" in="" glutamate="" receptor="" mrna="" expression="" between="" 1="" mm="" and="" 80="" mm="" fed="" flies="" (t-test,="" n="5)." (e)="" c739-gal4;="" uas-magfret-1="" flies="" were="" fed="" for="" 4="" days="" on="" food="" supplemented="" with="" mg2+.="" brains="" were="" dissected="" and="" fixed="" and="" a="" fluorescence="" emission="" ratio="" measurement="" (citrine/cerulean)="" was="" taken="" as="" an="" indicator="" of="" [mg2+]i.="" the="" magfret="" signal="" was="" significantly="" greater="" in="" the="" ab="" lobes="" of="" flies="" fed="" with="" 80="" mm="" mgcl2="" than="" those="" fed="" with="" 1="" mm="" mgcl2=""><0.05, t-test,="" n="52–60)." unless="" otherwise="" noted,="" all="" data="" are="" mean="" ±="" standard="" error="" of="" the="" mean="" (sem).="" asterisks="" denote="" significant="" differences=""><0.05), individual="" data="" points="" displayed="" as="" open="">

এই নিবন্ধের অনলাইন সংস্করণে চিত্র 1 এর জন্য নিম্নলিখিত চিত্র পরিপূরক(গুলি) রয়েছে:

চিত্রের পরিপূরক 1. মাশরুমের দেহে N-মিথাইল-ডি-অ্যাসপার্টেট গ্লুটামেট রিসেপ্টর (NMDAR) এর নকডাউন Mg2 প্লাস-বর্ধিত স্মৃতিশক্তি নষ্ট করে না।

(RNAi) নির্মাণ করে (Dietzl et al., 2007; Perkins et al., 2015)। দুটি স্বাধীন UAS-Nmdar1R- NAi এবং চারটি UAS-Nmdar2RNAi লাইনের মধ্যে আমরা পরীক্ষা করেছি, শুধুমাত্র একটি Nmdar1RNAi (BDSC 25941) লাইন, যখন নিউরোনাল Synaptobrevin (nSyb)-GAL4 দ্বারা সমস্ত নিউরনে চালিত হয়, মেমরির কার্যক্ষমতা 24 ঘন্টা হিসাবে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। হেটেরোজাইগাস কন্ট্রোল ফ্লাইসের তুলনায় (চিত্র 1-চিত্র সম্পূরক 1A)। বিপরীতে, c739-GAL4 ব্যবহার করে LTM- প্রাসঙ্গিক ab KC-তে এই UAS-Nmdar1RNAi-এর আরও নির্বাচনী অভিব্যক্তি 24 ঘণ্টার মেমরি কর্মক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে ক্ষতিগ্রস্ত করেনি (চিত্র 1—চিত্র সম্পূরক 1B)। অধিকন্তু, অ্যাব নিউরনে Nmdar1RNAi প্রকাশকারী মাছি শক্তিশালী Mg2 প্লাস-বর্ধিত মেমরি ধরে রাখে (চিত্র 1-চিত্র সম্পূরক 1C)। এই ফলাফলগুলি পরামর্শ দেয় যে Mg2 প্লাস-বর্ধিত মেমরি গ্লুটামেট রিসেপ্টরগুলির অভিব্যক্তি পরিবর্তন করে না, বা ab KC-তে NMDAR ফাংশনের প্রয়োজন হয় না।

এবি নিউরনে Mg2 প্লাস ঘনত্ব উচ্চ Mg2 খাওয়ানো মাছিগুলিতে উন্নত হয় প্লাস আমরা MagFRET ব্যবহার করেছি, প্রথম জেনেটিকালি এনকোডেড ফ্লুরোসেন্ট Mg2 প্লাস সেন্সর (Lindenburg et al., 2013), Mg2 প্লাস খাওয়ানো আন্তঃকোষীয় Mg2 প্লাস ঘনত্ব পরিবর্তন করেছে কিনা তা পরীক্ষা করতে প্লাস ]i)। আমরা একটি UAS-MagFRET-1 ট্রান্সজিনকে আশ্রয় করে মাছি তৈরি করেছি এবং ab KC-তে MagFRET- 1 প্রকাশ করতে এটিকে c739-GAL4 এর সাথে একত্রিত করেছি। আমরা c739 থেকে স্থির মস্তিষ্কে FRET সংকেত তুলনা করেছি; UAS-MagFRET-1 মাছিকে 4 দিনের জন্য 1 মিমি বা 80 মিমি এমজিসিএল2 খাবার খাওয়ানো হয়। ম্যাগফ্রেট সংকেত 1 মিমি (চিত্র 1E) দিয়ে খাওয়ানোর তুলনায় 80 মিমি খাওয়ানো মাছিগুলির ab KC-এর a এবং b সমান্তরালে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি ছিল। এই ফলাফলটি নির্দেশ করে যে Mg খাওয়ানোর ফলে নিউরোনাল [Mg2 প্লাস ]i উন্নত হয়। MagFRET-1 (Kd=148 mM) এবং Mg2 প্লাস বাইন্ডিং (Lindenburg et al., 2013) এর উপর FRET সংকেতের ~50 শতাংশ বৃদ্ধির প্রেক্ষিতে, আমরা অনুমান করি যে এর ~8 শতাংশ বৃদ্ধি মাছি খাওয়ানো 80 mM MgCl2 পরিমাপ করা MagFRET সংকেত গড়ে ab KC [Mg2 প্লাস ]i এর 50 mM বৃদ্ধির সাথে মিলে যায়।

অপ্রসারিত এনকোডেড CNNM-টাইপ Mg2 প্লাস ট্রান্সপোর্টারের স্মৃতিতে ভূমিকা রয়েছে

আমরা অপ্রসারিত (uex; Maeda, 1984; Coulthard et al., 2010) একটি জিন-পরিবর্তনকারী ক্ষুধার্ত ঘ্রাণশক্তি এলটিএম হিসাবে চিহ্নিত করেছি, যা একটি সুক্রোজ পুরস্কার দিয়ে শক্তিশালী করা হয়েছে। uexMI01943 MiMIC সন্নিবেশ (Venken et al., 2011) সহ ফ্লাইস 24 ঘন্টা মেমরিতে একটি শক্তিশালী ত্রুটি দেখিয়েছিল, কিন্তু প্রশিক্ষণের পরপরই তাদের কর্মক্ষমতা বন্য ধরনের নিয়ন্ত্রণের থেকে আলাদা করা যায় না। uexMI01943 মাছিগুলির আরও বিশদ বিশ্লেষণে স্মৃতির একটি স্থির ক্ষয় প্রকাশিত হয়েছিল যা প্রশিক্ষণের 12 ঘন্টা পরে বন্য ধরণের মাছিগুলির থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা হয়ে গিয়েছিল (চিত্র 2A)। হেটেরোজাইগাস uexMI01943/ প্লাস ফ্লাইসের মধ্যে কোনো স্মৃতি ত্রুটি স্পষ্ট ছিল না, যা প্রমাণ করে যে এই পুটেটিভ সেক্স অ্যালিল রিসেসিভ।

uex আমাদের মনোযোগ আকর্ষণ করেছে কারণ এটি চারটি মানব CNNM জিনের একক ফ্লাই অর্থলগ যা Mg2 প্লাস ট্রান্সপোর্টারকে এনকোড করে (Ishii et al., 2016), এবং এটিতে একটি পুটেটিভ CNBH ডোমেনও রয়েছে যা গঠনগতভাবে চক্রাকার নিউক্লিওটাইড-গেটেডের সাথে সম্পর্কিত। চ্যানেল (Zagotta et al., 2003; Flynn et al., 2007; Kesters et al., 2015)। CNNM1-4-এর সাথে 834 অ্যামিনো অ্যাসিড UEX সিকোয়েন্সের সারিবদ্ধকরণ DUF21, CBS পেয়ার এবং CNBH ডোমেনে CNNM2 এবং CNNM4-এর সাথে বিশেষভাবে উচ্চ ক্রম সংরক্ষণ প্রকাশ করে (চিত্র 2—চিত্র সম্পূরক 1A–C)। তাই, আমরা অনুমান করেছি যে UEX-এর মেমরি-বর্ধক প্রভাবকে ডায়েটারি Mg2 প্লাসের সাথে সিএএমপি-নির্ভর নিউরোনাল প্লাস্টিকতার সাথে লিঙ্ক করার সম্ভাবনা রয়েছে।

Although uexMI01943 is assigned to the uex gene, the MiMIC element is annotated to lie 17 kb downstream of the uex coding region (Venken et al., 2011; Figure 2B). RYa (Yoon et al., 2016) is the next nearest gene to uexMI01943 but is >230 kb আরও দূরে। আমরা প্রথমে বিপরীত পিসিআর (Attrill et al., 2016) দ্বারা MiMIC অবস্থান নিশ্চিত করেছি। গুরুত্বপূর্ণভাবে, এই মাছিগুলিতে কোনও অতিরিক্ত MiMIC সন্নিবেশ সনাক্ত করা যায়নি। আমরা পরবর্তীতে পরীক্ষা করেছি যে uexMI01943 মিনোস ট্রান্সপোজেস-মিডিয়াটেড এক্সিসশন (Arca` et al., 1997; চিত্র 2— চিত্রের পরিপূরক 2A এবং B) দ্বারা MiMIC উপাদানটি অবিকল অপসারণ করে স্মৃতি ত্রুটির জন্য দায়ী কিনা। uexMI01943.ex1 এবং uexMI01943.ex2 ফ্লাইসে MiMIC অপসারণ স্বাভাবিক 24 ঘন্টা মেমরি কর্মক্ষমতা পুনরুদ্ধার করে, এটি প্রদর্শন করে যে uexMI01943 এর জন্য MiMIC সন্নিবেশ প্রয়োজনস্মৃতিত্রুটি (চিত্র 2C)।

mRNA-এর qRT-PCR এবং ফ্লাই হেড থেকে প্রোটিন নির্যাসের ওয়েস্টার্ন ব্লট বিশ্লেষণ উভয়ই uexMI01943 মাছিতে uex/UEX এক্সপ্রেশনে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য প্রকাশ করতে ব্যর্থ হয়েছে। তাই, আমরা ইউএক্স লোকাসের পঞ্চম কোডিং এক্সন (চিত্র 2B এবং চিত্র 2—চিত্র সম্পূরক 2C) এর মধ্যে একটি স্টপ কোডন প্রবর্তন করতে CRISPR ব্যবহার করেছি। ফলস্বরূপ uexD মিউটেশনের জন্য সমজাতীয় মাছিগুলি প্রাপ্তবয়স্ক হিসাবে কার্যকর ছিল না, লার্ভা পর্যায়ে মারা যায়। বিপরীতে, হেটেরোজাইগাস uexMI01943/uexD মাছি কার্যকর ছিল, কিন্তু তাদের 24 ঘন্টা ক্ষুধার্তস্মৃতিউল্লেখযোগ্যভাবে প্রতিবন্ধী ছিল (চিত্র 2D)। এই তথ্যগুলি দেখায় যে uex একটি অপরিহার্য জিন এবং uexMI01943 হল uex এর একটি কার্যকর হাইপোমরফিক অ্যালিল।

আমরা বিরূপ পরীক্ষাস্মৃতিuexMI01943 মিউট্যান্ট ফ্লাইসের কর্মক্ষমতা। হোমোজাইগাস uexMI01943 মাছি অবিলম্বে প্রদর্শিতস্মৃতিযেটি হেটেরোজাইগাস এবং ওয়াইল্ড-টাইপ কন্ট্রোলের (চিত্র 2E) থেকে আলাদা করা যায় না। যাইহোক, তাদের 24 ঘন্টা স্মৃতি, যা হয় পাঁচটি বিরূপ ব্যবধানের প্রশিক্ষণের (Tully et al., 1994; Jacob and Waddell, 2020), অথবা উপবাসের সুবিধাজনক প্রশিক্ষণের একটি ট্রায়ালের (Hirano et al., 2013) পরে গঠিত হয়েছিল, উল্লেখযোগ্যভাবে প্রতিবন্ধী হয়েছিল। (চিত্র 2E)। এই পরীক্ষাগুলি পরামর্শ দেয় যে uexMI01943 মাছিগুলি সাধারণত LTM গঠনের ক্ষমতার সাথে আপস করে। অন্যথায় নির্দিষ্ট না হলে, এর পরবর্তী সমস্ত বিশ্লেষণস্মৃতিএই গবেষণায় ক্ষুধার্ত চিনি-পুরস্কৃত কন্ডিশনার ব্যবহার করুন।

চিত্র 2. uexMI01943 মিউট্যান্ট মাছি দীর্ঘমেয়াদী ত্রুটিপূর্ণস্মৃতি(LTM)। (A) প্রশিক্ষণের পরে বিভিন্ন সময়ে ক্ষুধার্ত মেমরি ধরে রাখার পরীক্ষা করা হয়েছিল। uexMI01943-এর জন্য হোমোজাইগাস মাছিগুলি প্রশিক্ষণের 12 ঘন্টা পরে স্মৃতিতে একটি উল্লেখযোগ্য ত্রুটি দেখিয়েছিল, হেটেরোজাইগাস uexMI01943/ প্লাস এবং বন্য-প্রকার নিয়ন্ত্রণ মাছিগুলির কর্মক্ষমতার তুলনায় (p<0.05, anova,="" n="6–10)." (b)="" the="" uex="" locus="" lies="" on="" chromosome="" 2r="" between="" 3,900,285="" and="" 3,949,425="" (light="" blue="" bar).="" the="" four="" alternate="" uex="" transcripts,="" uex-re,="" uex-rg,="" uex-rh,="" and="" uex-rf,="" all="" encode="" the="" same="" protein.="" the="" uexmi01943="" mimic="" (blue="" triangle)="" resides="" ~17="" kb="" downstream="" of="" the="" uex="" coding="" region.="" the="" crispr/cas9="" edited="" uexd="" allele="" replaces="" a="" 3047="" bp="" fragment,="" including="" exon="" 7="" of="" uex="" with="" a="" stop="" signal="" (termination="" codon="" in="" all="" three="" reading="" frames)="" and="" a="" gfp="" cassette,="" truncating="" the="" uex="" reading="" frame="" (dark="" blue="" bar).="" (c)="" precise="" excision="" of="" the="" uexmi01943="" mimic="" restores="" normal="" 24="" hr="" memory="" to="" uexmi01943.ex1="" and="" uexmi01943.ex2="" flies=""><0.05, anova,="" n="8–11)." (d)="" uexd="" fails="" to="" complement="" the="" 24="" hr="">স্মৃতিuexMI01943 এর ত্রুটি (p<0.05, anova,="" n="6–8)." (e)="" flies="" homozygous="" for="" uexmi01943="" showed="" a="" significant="" defect="" in="" aversive="" ltm,="" as="" figure="" 2="" continued="" on="">

চিত্র 2 অব্যাহত

হেটেরোজাইগাস uexMI01943/ প্লাস এবং ওয়াইল্ড-টাইপ কন্ট্রোল ফ্লাইসের কর্মক্ষমতার তুলনায় (p<0.05, anova,="" n="8–12)." an="" ltm="" defect="" was="" also="" observed="" following="" five="" cycles="" of="" aversive="" spaced="" training="" and="" a="" 16="" hr="" fasting="" facilitated="" one-cycle="" training="" protocol.="" immediate="" aversive="">স্মৃতিuexMI01943 হোমোজাইগাস মিউট্যান্ট ফ্লাইসে অপ্রভাবিত ছিল।

এই নিবন্ধটির অনলাইন সংস্করণে চিত্র 2-এর জন্য নিম্নলিখিত উত্স ডেটা এবং চিত্র পরিপূরক(গুলি) রয়েছে:

উত্স ডেটা 1. এই পাণ্ডুলিপিতে সমস্ত আচরণগত পরীক্ষার জন্য চিনি এবং ঘ্রাণসংবেদনশীল তীক্ষ্ণতা নিয়ন্ত্রণের সারণী।

চিত্র সম্পূরক 1. এর অর্থলগ সহ UEX এর সংরক্ষণ।

চিত্র পরিপূরক 2. uex Mino এর ছেদন এবং uexD অ্যালিল তৈরির জন্য নির্মাণ প্রকল্প।