Onemogočanje gena (pri miših) poveča inteligenco

Z izbrisom določenega gena pri miših se odklene skrivnostno področje možganov, ki sicer velja za razmeroma neprožno, menijo znanstveniki z medicinske fakultete Univerze Emory.

Miši z onemogočenim genom RGS14 lažje krmarijo po labirintih in imajo močnejši spomin kot povprečne miši, kar kaže na to, da prisotnost RGS14 omejuje nekatere vrste učenja.

Ker se zdi, da RGS14 miši duševno zadržuje, dr. John Hepler, profesor farmakologije na Medicinski fakulteti Univerze Emory, pravi, da so ga s sodelavci v šali imenovali "gen Homerja Simpsona".

Gen RGS14 se aktivira predvsem v določenem delu, imenovanem CA2, hipokampusa, dobro raziskanega področja možganov, ki sodeluje pri združevanju novih idej in oblikovanju novih spominov. Regija CA2 pa se znanstveno ukrivlja in ne ve, kakšne so njene funkcije, pravi Hepler.

RGS14, ki ga najdemo tudi pri ljudeh, so odkrili pred več kot desetletjem. Hepler in njegovi kolegi so že v drugih študijah pokazali, da je RGS14 ključni nadzorni protein, ki uravnava molekule, ki sodelujejo pri obdelavi različnih vrst signalov, povezanih z učenjem in spominom.

Za nadaljnje raziskovanje funkcij RGS14 je podiplomska študentka Sarah Emerson Lee označila miši, katerih geni RGS14 so bili onemogočeni s tehnologijo ciljanja na gene. Skupaj z dr. Sereno Dudek z Nacionalnega inštituta za znanosti o zdravstvenem varstvu okolja je opazovala, kako se regija CA2 pri gensko spremenjenih miših odziva na električno stimulacijo.

Druge študije so pokazale, kako druge regije hipokampusa uporabljajo dolgoročno okrepitev, proces krepitve povezav med nevroni, ki jih je v kulturi mogoče dejansko priča po oblikovanju novega spomina. Območje CA2 pa se razlikuje od drugih regij, saj je odporno na dolgotrajno potenciranje.

Druga razlika v regiji CA2 je ta, da so nevroni bolj sposobni preživeti poškodbe zaradi napadov ali kapi kot nevroni na drugih predelih hipokampusa.

Raziskovalci so bili presenečeni, ko so odkrili, da je pri miših z onemogočenim genom RGS14 regija CA2 zdaj sposobna dolgoročno okrepiti. Z drugimi besedami, tam, ko so bili nevroni električno stimulirani, so se še bolj povezali.

Kasneje so gensko spremenjene miši lahko bolje prepoznale predmete, ki so bili prej postavljeni v njihove kletke, kot običajne miši. Prav tako so bili bolj spretni pri plovbi po vodnem labirintu do skrite platforme za pobeg, ker so si bolje zapomnili vizualne namige.

"Veliko vprašanje, ki ga zastavlja ta raziskava, je, zakaj bi mi ali miši imeli gen, zaradi katerega smo manj pametni - gen Homerja Simpsona?" Pravi Hepler.

»Verjamem, da v resnici ne vidimo celotne slike. RGS14 je lahko ključni nadzorni gen v delu možganov, ki, če manjka ali je onemogočen, iztrebi možganske signale, pomembne za učenje in spomin, iz ravnotežja. "

Zdi se, da onemogočen RGS14 ne bo poškodoval spremenjenih miši, vendar so bile njihove možganske funkcije morda spremenjene na način, ki ga raziskovalci še niso prepoznali. Hepler ugotavlja, da so nekatere vrste CA2 nevronov odporne na epileptične napade in se izgubijo pri shizofreniji, izguba drugega gena, ki se vklopi predvsem v regiji CA2.

"To kaže na to, da te miši morda ne bodo pozabile stvari tako enostavno kot druge miši ali pa so spremenile socialno vedenje ali občutljivost za napade," pravi. "Ampak ne nujno."

"Sanje so, da bi morda našli spojino, ki zavira RGS14 ali ga zaustavi," dodaja. "Potem bi morda lahko izboljšal spoznavanje."

Med sodelavci pri Emoryju so bili dr. Kerry Ressler, izredni profesor psihiatrije in vedenjskih znanosti, dr. Yoland Smith, raziskovalni profesor nevrologije (oba v Yerkes National Primate Research Center), dr. David Weinshenker, izredni profesor za človeško genetiko in Yue Feng, izredni profesor farmakologije, z dodatnimi prispevki dr. J. Davida Sweatta, predstojnika nevrobiologije na Univerzi v Alabami, Birmingham.

Rezultati so objavljeni na spletu vZbornik Nacionalne akademije znanosti, raziskavo pa je podprl Nacionalni inštitut za zdravje.

Vir: Univerza Emory