ID ‘Memory Molecule’ u studiji Fruit Fly
Nalaz, objavljen u časopisu Granice u neuronskim krugovima, važno je jer molekula može predstavljati novu metu za terapijske intervencije za preokretanje gubitka pamćenja.
Znanstvenici sa Sveučilišta u Bristolu pokušali su bolje razumjeti mehanizme koji omogućuju stvaranje sjećanja proučavajući molekularne promjene u hipokampusu, području mozga kritično uključenom u učenje.
Istraživači su rekli da su prethodne studije pokazale da je naša sposobnost učenja i oblikovanja sjećanja posljedica povećanja sinaptičke komunikacije nazvane dugoročno potenciranje ili LTP. Ova komunikacija pokreće se kemijskim postupkom pokrenutim kalcijem koji ulazi u moždane stanice i aktivirajući ključni enzim nazvan ‘Ca2 + responsive kinase’ (CaMKII).
Jednom kad ovaj protein aktivira kalcij, on pokreće preokret u vlastitoj aktivnosti omogućujući mu da ostane aktivan i nakon što kalcij nestane. Ova posebna sposobnost CaMKII da održava vlastitu aktivnost nazvana je "prekidač molekularne memorije".
Do sada je još uvijek ostalo pitanje što pokreće ovaj kemijski proces u našem mozgu koji nam omogućuje učenje i stvaranje dugoročnih uspomena.
Istraživački tim provodio je pokuse koristeći običnu voćnu muhu (Drosophila) analizirati i identificirati molekularne mehanizme koji stoje iza ovog prekidača. Koristeći napredne molekularno-genetske tehnike koje su im omogućile da privremeno inhibiraju pamćenje muha, tim je uspio identificirati gen nazvan CASK kao sinaptičku molekulu koja regulira ovaj "memorijski prekidač".
James Hodge, dr. Sc., Vodeći autor studije, rekao je: „Voćne muhe izuzetno su kompatibilne za ovu vrstu studije jer imaju sličnu neuronsku funkciju i neuronske reakcije kao i ljudi. Iako su mali, vrlo su pametni - na primjer, mogu sletjeti na strop i otkriti da je voće u vašoj posudi s voćem nestalo prije nego što ste to mogli. "
„U eksperimentima u kojima smo testirali sposobnost učenja i pamćenja muha, uključujući dva mirisa predstavljena muhama s onim povezanim s blagim šokom, otkrili smo da je oko 90 posto uspjelo naučiti točan izbor sjećajući se kako bi izbjegli miris povezan s šok.
"Pet lekcija o mirisu s kažnjavanjem natjeralo je muhu da se sjeća izbjegavati taj miris između 24 sata i tjedan dana, što je dugo za insekte koji žive samo nekoliko mjeseci."
Lokalizacijom funkcije ovih ključnih molekula istraživači su otkrili da muhe kojima nedostaju ti geni pokazuju poremećeno stvaranje memorije. U ponovljenim testovima memorije pokazalo se da oni kojima nedostaju ovi ključni geni nemaju sposobnost pamćenja u tri sata (srednjoročno pamćenje) i 24 sata (dugoročno pamćenje), iako to nije utjecalo na njihovo početno učenje ili kratkoročno pamćenje.
Konačno, tim je uveo kopiju ljudskog gena CASK - 80 posto identičnog mušicama gena CASK - u genom muhe kojoj je potpuno nedostajao vlastiti gen CASK i zbog toga se obično nije mogao sjetiti. Istraživači su otkrili da se muhe koje su imale kopiju ljudskog gena CASK mogu sjetiti poput normalne muhe divljeg tipa.
Hodge sa sveučilišne škole za fiziologiju i farmakologiju rekao je: "Istraživanje pamćenja posebno je važno jer nam daje osjećaj identiteta, a nedostaci u učenju i pamćenju javljaju se kod mnogih bolesti, ozljeda i tijekom starenja."
„CASK-ova kontrola preklopnika za molekularnu memoriju CaMKII očito je presudan korak u načinu na koji se sjećanja zapisuju u neurone u mozgu. Ova otkrića ne samo da utiru put razvoju novih terapija kojima se preokreću učinci gubitka pamćenja, već dokazuju i kompatibilnost Drosophila kako bi modelirali ove bolesti u laboratoriju i pregledali nove lijekove za liječenje tih bolesti.
"Nadalje, ovo djelo pruža važan uvid u to kako su mozgovi razvili svoj ogromni kapacitet za prikupljanje i pohranu informacija."
Izvor: Sveučilište u Bristolu
