ИД „меморијског молекула“ у студији воћне мушице

Истраживачи који проучавају воћне муве извештавају да идентификују кључни молекул који покреће хемијске процесе формирања меморије.

Налаз, објављен у часопису Границе у неуронским круговима, је важан јер молекул може представљати нову мету за терапијске интервенције за преокретање губитка памћења.

Научници са Универзитета у Бристолу настојали су да боље разумеју механизме који омогућавају стварање сећања проучавајући молекуларне промене у хипокампусу, подручју мозга критично укљученом у учење.

Истраживачи су рекли да су претходне студије показале да је наша способност учења и формирања сећања резултат повећања синаптичке комуникације назване дугорочно потенцирање или ЛТП. Ова комуникација започиње се хемијским процесом покренутим калцијумом који улази у мождане ћелије и активирањем кључног ензима названог „Ца2 + реактивна киназа“ (ЦаМКИИ).

Једном када овај протеин активира калцијум, он покреће преокрет у сопственој активности омогућавајући му да остане активан и након што калцијум нестане. Ова посебна способност ЦаМКИИ да одржава сопствене активности названа је „прекидач молекуларне меморије“.

До сада је и даље остало питање шта покреће овај хемијски процес у нашем мозгу који нам омогућава да учимо и формирамо дуготрајна сећања.

Истраживачки тим спровео је експерименте користећи обичну воћну муву (Дросопхила) да анализира и идентификује молекуларне механизме који стоје иза овог прекидача. Користећи напредне молекуларно-генетске технике које су им омогућиле да привремено инхибирају памћење мува, тим је успео да идентификује ген назван ЦАСК као синаптички молекул који регулише овај „меморијски прекидач“.

Др Јамес Ходге, водећи аутор студије, рекао је: „Воћне муве су изузетно компатибилне за ову врсту студије, јер имају сличне неуронске функције и неуронске реакције као људи. Иако су мали, врло су паметни - на пример, могу слетјети на плафон и открити да је воће у вашој посуди за воће отпало прије него што сте могли. “

„У експериментима у којима смо тестирали способност учења и памћења муха, укључујући два мириса представљена мушицама са оним повезаним са благим шоком, открили смо да је око 90 процената успело да научи тачан избор памтећи како би се избегао мирис повезан са шок.

„Пет лекција о мирису са кажњавањем натерало је муху да се сети тог мириса између 24 сата и недеље, што је дуго за инсекте који живе само неколико месеци.“

Локализацијом функције ових кључних молекула истраживачи су открили да су муве којима недостају ови гени показале поремећено формирање меморије. У поновљеним тестовима меморије показало се да они којима недостају ови кључни гени немају способност памћења током три сата (средњерочно памћење) и 24 сата (дугорочно памћење), иако то није утицало на њихово почетно учење или краткорочну меморију.

Коначно, тим је увео копију хуманог гена ЦАСК - 80 процената идентичног мушици ЦАСК гена - у геном муве којој је потпуно недостајао сопствени ген ЦАСК и због тога обично није могао да се сети. Истраживачи су открили да се муве које су имале копију људског гена ЦАСК могу сећати као нормална мува дивљег типа.

Ходге из универзитетске школе за физиологију и фармакологију рекао је: „Истраживање памћења је посебно важно јер нам даје осећај идентитета, а дефицити у учењу и памћењу јављају се код многих болести, повреда и током старења.“

„ЦАСК-ова контрола прекидача за молекуларну меморију ЦаМКИИ очигледно је пресудан корак у начину на који се сећања записују у неуроне у мозгу. Ова открића не само да утиру пут развоју нових терапија које преокрећу ефекте губитка меморије, већ доказују и компатибилност Дросопхила за моделирање ових болести у лабораторији и преглед нових лекова за лечење ових болести.

„Штавише, ово дело пружа важан увид у то како су мозгови развили свој огромни капацитет за прикупљање и чување информација.“

Извор: Универзитет у Бристолу