‘Memory Molecule’ ID’d в Fruit Fly Study
Констатацията, публикувана в списанието Граници в невронни вериги, е важно, тъй като молекулата може да представлява нова цел за терапевтични интервенции за обръщане на загубата на памет.
Учените от университета в Бристол се стремят да разберат по-добре механизмите, които позволяват формирането на спомени, като изучават молекулярните промени в хипокампуса, мозъчна област, критично ангажирана с ученето.
Изследователите казват, че предишни проучвания показват, че способността ни да учим и да формираме спомени се дължи на увеличаване на синаптичната комуникация, наречена дългосрочно усилване или LTP. Тази комуникация се инициира чрез химичен процес, задействан от калций, постъпващ в мозъчните клетки и активиращ ключов ензим, наречен „Ca2 + отзивчива киназа“ (CaMKII).
След като този протеин се активира от калция, той задейства превключване в собствената си активност, което му позволява да остане активен дори след изчезването на калция. Тази специална способност на CaMKII да поддържа собствената си активност е наречена „превключвател на молекулярната памет“.
Досега все още оставаше въпросът какво задейства този химичен процес в мозъка ни, който ни позволява да учим и да формираме дългосрочни спомени.
Изследователският екип проведе експерименти, използвайки обикновената плодова муха (Дрозофила) за анализ и идентифициране на молекулярните механизми зад този превключвател. Използвайки усъвършенствани молекулярно-генетични техники, които им позволиха временно да инхибират паметта на мухите, екипът успя да идентифицира ген, наречен CASK, като синаптична молекула, регулираща този „превключвател на паметта“.
Джеймс Ходж, доктор на науките, водещият автор на изследването, заяви: „Плодовите мухи са изключително съвместими за този тип проучвания, тъй като притежават сходна невронална функция и невронни реакции на хората. Макар и малки, те са много умни - например, могат да кацнат на тавана и да открият, че плодовете във вашата купа с плодове са изчезнали, преди да можете. “
„В експерименти, при които тествахме способността на мухите за учене и памет, включващи две миризми, представени на мухите с една, свързана с лек шок, открихме, че около 90% са успели да научат правилния избор, запомняйки, за да избегнат миризмата, свързана с шокът.
„Пет урока за миризмата с наказание накараха мухата да запомни да избягва тази миризма за период от 24 часа до седмица, което е много време за насекомо, което живее само няколко месеца.“
Чрез локализиране на функцията на тези ключови молекули изследователите установяват, че мухите, които нямат тези гени, показват нарушено формиране на паметта. При повторни тестове на паметта тези, на които липсват тези ключови гени, нямат способност да запомнят на три часа (средносрочна памет) и 24 часа (дългосрочна памет), въпреки че първоначалното им обучение или краткосрочната памет не са били засегнати.
И накрая, екипът въведе копие на човешкия ген CASK - 80 процента идентичен с гена муха CASK - в генома на муха, която напълно липсваше свой собствен ген CASK и поради това обикновено не можеше да си спомни. Изследователите установили, че мухите, които са имали копие на човешкия ген CASK, могат да си спомнят като обикновена муха от див тип.
Ходж от Университетското училище по физиология и фармакология каза: „Изследванията на паметта са особено важни, тъй като ни дават усещане за идентичност, а дефицитите в ученето и паметта се появяват при много заболявания, наранявания и по време на стареенето.“
„Контролът на CASK върху превключвателя за молекулна памет CaMKII очевидно е критична стъпка в начина, по който спомените се записват в неврони в мозъка. Тези открития не само проправят пътя за разработване на нови терапии, които обръщат ефектите от загубата на памет, но и доказват съвместимостта на Дрозофила за моделиране на тези заболявания в лабораторията и скрининг за нови лекарства за лечение на тези заболявания.
„Освен това, тази работа дава важна представа за това как мозъците са развили огромния си капацитет за придобиване и съхраняване на информация.“
Източник: Университет в Бристол
