ID "spominske molekule" v študiji Fruit Fly
Ugotovitev, objavljena v reviji Meje v nevronskih vezjih, je pomembno, saj lahko molekula predstavlja novo tarčo za terapevtske posege, s katerimi se obrne izguba spomina.
Znanstveniki z univerze v Bristolu so skušali bolje razumeti mehanizme, ki omogočajo oblikovanje spominov, s preučevanjem molekularnih sprememb v hipokampusu, možganskem področju, ki je kritično vključeno v učenje.
Raziskovalci so dejali, da so prejšnje študije pokazale, da je naša sposobnost učenja in oblikovanja spominov posledica povečanja sinaptične komunikacije, imenovane dolgotrajno potenciranje ali LTP. Ta komunikacija se sproži s kemičnim postopkom, ki ga sproži kalcij, ki vstopi v možganske celice in aktivira ključni encim, imenovan „Ca2 + odzivna kinaza“ (CaMKII).
Ko se ta protein aktivira s kalcijem, sproži preklop v lastni aktivnosti, ki mu omogoča, da ostane aktiven tudi po izginotju kalcija. Ta posebna sposobnost CaMKII, da vzdržuje lastno aktivnost, je bila imenovana "stikalo za molekularni pomnilnik".
Do zdaj je še vedno ostalo vprašanje, kaj sproži ta kemični proces v naših možganih, ki nam omogoča učenje in oblikovanje dolgoročnih spominov.
Raziskovalna skupina je izvedla poskuse z uporabo običajne sadne muhe (Drosophila) za analizo in identifikacijo molekularnih mehanizmov za tem stikalom. Z napredno molekularno genetsko tehniko, ki jim je omogočila začasno zaviranje spomina muh, je ekipa lahko identificirala gen CASK kot sinaptično molekulo, ki uravnava to "pomnilniško stikalo".
James Hodge, glavni avtor študije, je dejal: "Sadne muhe so izjemno združljive za to vrsto študije, saj imajo podobno nevronsko funkcijo in nevronske odzive kot ljudje. Čeprav so majhni, so zelo pametni - na primer lahko pristanejo na stropu in zaznajo, da je sadje v vaši posodi za sadje izginilo, še preden lahko. "
"V poskusih, v katerih smo preizkusili sposobnost učenja in spomina muh, pri čemer smo vključevali dva vonja, predstavljena muham, z vonjem, povezanim z blagim šokom, smo ugotovili, da se je približno 90 odstotkov naučilo pravilne izbire in se spomnilo, da bi se izognili vonju, povezanemu z šok.
"Pet lekcij o vonju s kaznovanjem je muho pozabilo, da se temu vonju izogne med 24 urami in tednom, kar je dolgo za žuželko, ki živi le nekaj mesecev."
Z lokalizacijo funkcije teh ključnih molekul so raziskovalci ugotovili, da so muhe brez teh genov pokazale moteno tvorjenje spomina. Pri ponavljajočih se preizkusih spomina se je pokazalo, da se tisti, ki jim primanjkuje teh ključnih genov, nimajo sposobnosti zapomniti v treh urah (srednjeročni spomin) in 24 urah (dolgoročni spomin), čeprav to ni vplivalo na njihovo začetno učenje ali kratkoročni spomin.
Nazadnje je ekipa v genom muhe, ki ji je popolnoma manjkal lasni gen CASK, vnesla kopijo človeškega gena CASK - 80 odstotkov enakega muhi gena CASK - in se zato običajno ni mogla zapomniti. Raziskovalci so ugotovili, da se muhe, ki imajo kopijo človeškega gena CASK, lahko spominjajo kot običajne muhe divjega tipa.
Hodge iz univerzitetne šole za fiziologijo in farmakologijo je dejal: "Raziskave spomina so še posebej pomembne, saj nam dajejo občutek identitete, pomanjkanje učenja in spomina pa se pojavlja pri številnih boleznih, poškodbah in med staranjem."
»CASK-ov nadzor nad stikalom za molekularni pomnilnik CaMKII je očitno ključni korak pri zapisovanju spominov v nevrone v možganih. Te ugotovitve ne samo utirajo pot razvoju novih terapij, ki odpravljajo učinke izgube spomina, temveč tudi dokazujejo združljivost Drosophila za modeliranje teh bolezni v laboratoriju in pregled novih zdravil za zdravljenje teh bolezni.
"Poleg tega to delo daje pomemben vpogled v to, kako so možgani razvili svojo ogromno sposobnost pridobivanja in shranjevanja informacij."
Vir: Univerza v Bristolu
