Immediate Early Genes in Sensory Processing, Cognitive Performance and Neurological Disorders

ژن‌های اولیه فوری (IEGs) دسته‌ای از ژن‌ها هستند که به سرعت بدون سنتز پروتئین جدید و در بیشتر موارد در پاسخ مستقیم به ورودی سیناپسی بیان می‌شوند. گسترده‌ترین IEG‌های مورد مطالعه در نوروبیولوژی فاکتورهای رونویسی را رمزگذاری می‌کنند، با دو نمونه محبوب c-fos و NGFI-A (با نام مستعار، zif268، egr-1، krox-24 و zenk). بیان وابسته به فعالیت اکثر فاکتورهای رونویسی القایی، دانشمندان علوم اعصاب را قادر می سازد تا از بیان آنها به عنوان ابزار نقشه برداری برای فعال سازی عصبی استفاده کنند، در نتیجه درک ما از سازمان آناتومیکی و عملکردی سیستم عصبی مرکزی (CNS) را افزایش می دهد. با این حال، IEG ها نه تنها فاکتورهای رونویسی، بلکه طیف وسیع تری از پروتئین ها از جمله مولکول های سیگنال دهنده، فاکتورهای رشد و پروتئین های اسکلت سلولی را رمزگذاری می کنند. بنابراین IEG ها به طور مستقیم و غیرمستقیم در بازسازی عملکردی و تشریحی پویا CNS که امکان ادغام سریع تجربه حسی جدید با عملکرد عصبی از قبل موجود یا در حال انجام را فراهم می کند، دخیل هستند. در نهایت، شواهد اخیر نشان می دهد که IEG ها ممکن است در شروع یا تقویت سیگنال دهی نابجا در ارتباط با اختلالات نوروپاتولوژیک نیز نقش داشته باشند.

این کتاب به بررسی و جزئیات آزمایش‌ها و نظریه‌هایی می‌پردازد که خواننده را به چالش می‌کشد تا دیدگاه خود را در مورد اینکه چگونه تحقیقات IEG در حال حاضر برای پیشرفت درک ما از مدارهای ثابت و فعال مغز استفاده می‌شود و پردازش، اکتساب و ذخیره‌سازی را ممکن می‌سازد، گسترش دهد. اطلاعات جدید در سیستم های سالم علاوه بر این، ما نقش‌های IEGs را در آسیب‌شناسی عصبی بالینی، با کاربرد بالقوه در مدل‌سازی مولکولی، بررسی می‌کنیم تا مکانیسم‌های نامزد برای اهداف جدید در مداخله بالینی را بر اساس پیش‌روی برجسته کنیم.

Immediate early genes (IEGs) are a class of genes that are rapidly expressed without new protein synthesis and, in most cases, in direct response to synaptic input. The most widely studied IEGs in neurobiology encode transcription factors, with two popular examples being c-fos and NGFI-A (a.k.a., zif268, egr-1, krox-24 and zenk). The activity-dependent expression of most inducible transcription factors has enabled neuroscientists to use their expression as mapping tools for neuronal activation, thereby enhancing our understanding of the anatomical and functional organization of the central nervous system (CNS). IEGs, however, are known to encode not only transcription factors, but a much wider variety of proteins including signaling molecules, growth factors and cytoskeletal proteins. IEGs are therefore both directly and indirectly implicated in the dynamic functional and anatomical restructuring of the CNS that permits the rapid integration of new sensory experience with pre-existing or on-going neural function. Finally, recent evidence suggests that IEGs may also be implicated in the initiation or amplification of aberrant signaling in connection with neuropathological disorders.

This book reviews and details experiments and theories that challenge the reader to expand their view on how IEG research is currently being used to advance our understanding of static and active brain circuits, enabling the processing, acquisition and storage of new information in healthy systems. In addition, we explore roles of IEGs in clinical neuropathology, with potential utility in molecular modeling, to highlight, on a go-forward basis, candidate mechanisms for novel targets in clinical intervention.