„Memory Molecule” azonosító a Fruit Fly Study-ban

A gyümölcslegyeket kutató kutatók arról számolnak be, hogy meghatároztak egy kulcsmolekulát, amely beindítja a memória kialakulásának kémiai folyamatait.

A folyóiratban megjelent megállapítás Határok az idegi áramkörökben, fontos, mivel a molekula új célpontot jelenthet a memóriavesztés visszafordítására irányuló terápiás beavatkozások során.

A Bristoli Egyetem tudósai igyekeztek jobban megérteni azokat a mechanizmusokat, amelyek lehetővé teszik az emlékek kialakulását, tanulmányozva a tanulásban kritikusan érintett agyterület, a hippocampus molekuláris változásait.

A kutatók szerint korábbi tanulmányok kimutatták, hogy képességünk az emlékek megismerésére és kialakítására a szinaptikus kommunikáció fokozódásának köszönhető, amelyet hosszú távú potenciózásnak (LTP) nevezünk. Ezt a kommunikációt egy kémiai folyamat indítja el, amelyet a kalcium vezet be az agysejtekbe, és aktiválja a „Ca2 + reagálódó kináz” (CaMKII) nevű kulcsenzimet.

Amint ezt a fehérjét aktiválja a kalcium, váltást indít saját tevékenységében, amely lehetővé teszi, hogy aktív maradjon a kalcium eltűnése után is. A CaMKII sajátos aktivitásának fenntartására vonatkozó különleges képességét „molekuláris memória kapcsolónak” nevezik.

Eddig továbbra is fennmaradt a kérdés, hogy mi váltja ki agyunkban ezt a kémiai folyamatot, amely lehetővé teszi számunkra a hosszú távú emlékek megismerését és kialakítását.

A kutatócsoport kísérleteket végzett a közönséges gyümölcslégy felhasználásával (Drosophila) elemezni és azonosítani a kapcsoló mögött álló molekuláris mechanizmusokat. Fejlett molekuláris genetikai technikák alkalmazásával, amelyek lehetővé tették számukra a legyek memóriájának ideiglenes gátlását, a csapat képes volt azonosítani a CASK nevű gént, mint szinaptikus molekulát, amely szabályozza ezt a „memóriakapcsolót”.

James Hodge, Ph.D., a tanulmány vezető szerzője elmondta: „A gyümölcslegyek figyelemre méltóan kompatibilisek az ilyen típusú vizsgálatokhoz, mivel hasonló idegműködést és idegi reakciót mutatnak, mint az emberek. Bár kicsiek, nagyon okosak - például leereszkedhetnek a mennyezetre, és észlelhetik, hogy a gyümölcstáladban lévő gyümölcs még azelőtt lehullott.

„Azokban a kísérletekben, amelyek során teszteltük a legyek tanulási és memóriaképességét, amely két legyet mutatott be a legyeknek, amelyek közül az egyik enyhe sokkkal járt, azt találtuk, hogy körülbelül 90 százalékuk képes volt megtanulni a helyes választást, emlékezve arra, hogy elkerülje a a sokk.

"A büntetéssel járó szag öt tanulsága arra késztette a légyet, hogy ne felejtse el elkerülni ezt a szagot 24 óra és egy hét között, ami hosszú idő egy rovar számára, amely csak néhány hónapig él."

E kulcsmolekulák működésének lokalizálásával a kutatók azt találták, hogy az ilyen gének hiányában szenvedő legyek zavart memóriaképződést mutattak. Ismételt memória tesztekben kimutatták, hogy azoknál, akiknél nincsenek ezek a kulcsgének, három órán (középtávú memória) és 24 órán (hosszú távú memória) nem képesek emlékezni, bár kezdeti tanulásukat vagy rövid távú memóriájukat ez nem befolyásolta.

Végül a csapat bevezette az emberi CASK gén egy másolatát - 80% -ban megegyezik a légy CASK génjével - egy olyan légy genomjába, amelynek teljesen hiányzott a saját CASK génje, és ezért általában nem volt képes emlékezni. A kutatók azt találták, hogy a legyek, amelyek rendelkeznek az emberi CASK gén másolatával, emlékezhetnek, mint egy normál vad típusú légy.

Hodge, az egyetem fiziológiai és farmakológiai iskolájából elmondta: "Az emlékezet kutatása különösen fontos, mivel megadja nekünk identitásérzetünket, a tanulás és a memória hiánya pedig számos betegség, sérülés és az öregedés során jelentkezik."

„CASK ellenőrzése a CaMKII molekuláris memória kapcsoló felett egyértelműen kritikus lépés abban, hogy az emlékeket az agy neuronjaiba írják. Ezek az eredmények nemcsak az új terápiák kidolgozásának útját nyitják meg, amelyek visszafordítják a memóriavesztés hatásait, hanem bizonyítják a kompatibilitást is Drosophila modellezni ezeket a betegségeket a laboratóriumban, és megvizsgálni az új gyógyszereket e betegségek kezelésére.

"Ezenkívül ez a munka fontos betekintést nyújt abba, hogy az agy hogyan alakította hatalmas képességüket az információk megszerzésére és tárolására."

Forrás: Bristoli Egyetem