Az egérvizsgálat felfedezi a kábítószer-memória növelését
A kutatók azt vizsgálták, hogy a sejtek miként reagálnak a biológiai stresszre. Peter Walter, PhD, a tanulmány vezető szerzője szerint ugyanaz a biokémiai útvonal, amelyen a molekula hat, egy napon célba vehetik az emberekben a memória javítása érdekében.
A molekula felfedezését és az azt követő egereken végzett memória tesztek eredményeit a eLife, online tudományos, nyílt hozzáférésű folyóirat.
Az egyik memóriateszt során a normál egerek körülbelül háromszor gyorsabban tudták áthelyezni a merülő platformot, miután a hatásos vegyi anyag injekcióit kapták, mint az ál-injekciókat kapott egerek.
A vegyi anyagot kapó egerek jobban emlékeztek a kellemetlen ingerekre utaló jelekre is - egyfajta félelemkondicionálásra, amely segíthet az egérnek elkerülni a zsákmányt.
Úgy tűnik, hogy a kutatás azt jelzi, hogy néhány ellen intuitív folyamat részt vehet a memória fejlesztésében.
Nevezetesen a megállapítások azt sugallják, hogy annak ellenére, hogy látszólag fontos lenne a legjobb biokémiai mechanizmusok alkalmazása az emlékezet erejének maximalizálása érdekében, úgy tűnik, hogy az evolúció nem biztosította őket - mondta Walter.
„Úgy tűnik, hogy az evolúció folyamata nem optimalizálta a memória konszolidációját; különben nem hiszem, hogy javíthatnánk rajta, ahogyan normál, egészséges egerekkel végzett vizsgálatunk során tettük. ”- mondta Walter.
A memórianövelő vegyszert 100 000 vegyi anyag közül választották ki. Az anyagokat megvizsgálták, hogy képesek-e megzavarni a sejteken belüli védő biokémiai utat, amely akkor aktiválódik, amikor a sejtek nem képesek lépést tartani a fehérjék munkaformájukba hajtásának szükségességével.
Carmela Sidrauski, PhD, az UCSF posztdoktori munkatársa felfedezte, hogy a vegyi anyag a sejten belül a biokémiai úton túl hat, amely aktiválja ezt a kibontakozott fehérjeválaszt, szélesebb körben befolyásolva az úgynevezett integrált stresszválaszt.
Ebben a válaszban több biokémiai út konvergál egyetlen molekuláris linchpinen, az eIF2 alfa nevű fehérjén.
A tudósok tudták, hogy az élesztőtől az emberig terjedő összetettségű organizmusokban különféle sejtes stressz alakul ki - kibontakozó fehérjék lemaradása, DNS-káros UV-fény, a fehérje, vírusfertőzés, vas előállításához szükséges aminosav-építőelemek hiánya hiány - indukálja a különböző enzimeket, hogy az eIF2 alfa kikapcsolásához a lefelé haladva működjenek.
"Többek között az eIF2 alfa inaktiválása fékezi a memória konszolidációját" - mondta Walter - talán annak az evolúciós következménye, hogy egy sejt vagy szervezet jobban képes alkalmazkodni más módon.
Az eIF2 alfa kikapcsolása leállítja a legtöbb fehérje termelését, amelyek közül néhányra szükség lehet a memória kialakulásához - mondta Walter. De az eIF2 alfa inaktiválása felgyorsítja néhány kulcsfontosságú fehérje termelését is, amelyek segítik a sejteket a stressz kezelésében.
A tanulmány társszerzője, Nahum Sonenberg, PhD, a McGill Egyetem munkatársa korábban összekapcsolta a memóriát és az eIF2 alfát az egerek genetikai vizsgálataiban, és laboratóriumi csoportja elvégezte a jelenlegi vizsgálat memória tesztjeit is.
Az UCSF kutatói által azonosított vegyi anyagot ISRIB-nek hívják, amely az integrált stressz-reakció gátlót jelenti. Az ISRIB megszámolja az eIF2 alfa inaktiváció hatását a sejtekben - találták a kutatók.
"Az ISRIB jó farmakokinetikai tulajdonságokat mutat [hogy egy gyógyszer felszívódik, eloszlik és eliminálódik], könnyen átjut a vér-agy gáton, és nem mutat nyilvánvaló toxicitást egerekben, ami nagyon hasznos egereken végzett vizsgálatokhoz" - mondta Walter.
Ezek a tulajdonságok azt is jelzik, hogy Walter szerint az ISRIB jó kiindulópont lehet az emberi gyógyszerfejlesztéshez.
Walter elmondta, hogy kutatókat keres a megismerés és a memória új tanulmányozásában a neurodegeneratív betegségek és az öregedés egérmodelljeiben, ISRIB vagy kapcsolódó molekulák felhasználásával.
Ezenkívül az olyan vegyi anyagok, mint az ISRIB, szerepet játszhatnak a rákos megbetegedésekben, amelyek kihasználják a stresszválaszokat saját növekedésük elősegítésére - mondta Walter.
Alaposabb szinten, mondta Walter, ő és más tudósok mostantól az ISRIB segítségével többet megtudhatnak a kibontakozott fehérje válasz és az integrált stressz válasz szerepéről a betegségekben és a normál fiziológiában.
Forrás: San Francisco-i Egyetem
