Czy to białko może posiadać klucz do pamięci?
Naukowcy zidentyfikowali białko, które odgrywa kluczową rolę w utrzymywaniu lub odrzucaniu wspomnień. Mówią, że w przyszłości będziemy mogli wykorzystać tę wiedzę do opracowania lepszych leków na utratę pamięci.
Kwestia utraty pamięci motywuje badaczy do prób lepszego zrozumienia działania mózgu, sposobu konsolidacji wspomnień oraz tego, jak i dlaczego je tracimy.
Ponieważ zdolność do zachowania wspomnień pozwala nam zachować poczucie własnej wartości i orientacji w świecie, zrozumienie, jak zapobiegać chronicznej utracie pamięci, jest najwyższym priorytetem w neuronauce.
Niedawno zespół naukowców z University of Toronto Mississauga w Ontario w Kanadzie - we współpracy z kolegami ze Stanów Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii - zbadał rolę określonego białka w tworzeniu wspomnień.
Starszy badacz Iva Zovkic i jej zespół przeprowadzili badania na myszach, koncentrując się szczególnie na białku o nazwie H2A.Z. Ten typ białka nazywany jest histonem i wiąże się z DNA, pomagając mu zachować jego strukturę w komórkach.
Ich wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Raporty komórkowe.
H2A.Z i tworzenie pamięci
Zovkic i zespół pracowali zarówno z młodymi, jak i starszymi myszami, aby zrozumieć, w jaki sposób białko H2A.Z jest zaangażowane w tworzenie i tłumienie pamięci.
W ramach eksperymentu naukowcy umieścili myszy w nowym pudełku, aby zmusić je do zapoznania się z obcym środowiskiem. Następnie, aby móc przetestować, jak białko funkcjonowało w kontekście tworzenia pamięci, zwierzęta były narażone na negatywny bodziec w boksie.
W ten sposób myszy utworzyły skojarzenie między nowym środowiskiem a złymi doświadczeniami, na które były narażone. Za drugim razem, gdy naukowcy umieścili je w pudełku, teraz ostrożne myszy odmówiły poruszania się i eksploracji, jak zwykle by to zrobiły.
Pół godziny po wystawieniu myszy na negatywny bodziec Zovkic i współpracownicy ocenili mózgi zwierząt pod kątem jakichkolwiek zmian w sposobie wiązania H2A.Z z DNA.
Odkryli, że u młodych myszy trening strachu wiązał się z „przytłaczającą” redukcją wiązań H2A.Z i DNA w 3048 miejscach genów, z którymi normalnie wiążą się białka, a także ze wzrostem wiązań tylko w 25 miejscach.
To samo dotyczyło starszych myszy, które doświadczyły zmniejszenia wiązań w 2901 miejscach i wzrostu tylko w 9 miejscach w następstwie treningu strachu.
To, jak wyjaśniają naukowcy, oznacza, że eksmisja H2A.Z (mniej wiązań między białkiem a DNA) wiąże się z tworzeniem się pamięci, pozwalając myszom przypomnieć sobie swoje negatywne doświadczenia.
„Każdego dnia mamy tysiące doświadczeń, ale pamiętamy tylko rzeczy, które są dla nas w jakiś sposób ważne” - zauważa Zovkic.
„W tym eksperymencie” - kontynuuje - „wykorzystano bardzo proste doświadczenie edukacyjne, aby zilustrować, że H2A.Z najwyraźniej służy do tłumienia pamięci, a usunięcie tego białka wydaje się […] umożliwiać tworzenie się długotrwałych wspomnień”.
Nowy cel terapeutyczny?
Naukowcy zaobserwowali również, że poziomy H2A.Z zależały od wieku zwierząt. Tak więc białko zostało znalezione na wyższych poziomach w hipokampie starszych myszy, który jest obszarem mózgu silnie związanym z tworzeniem się pamięci.
Na podstawie tych obserwacji Zovkic i jej zespół wywnioskowali, że im wyższy poziom H2A.Z, tym bardziej prawdopodobne jest, że tworzenie i zatrzymywanie pamięci jest utrudnione. Stąd, jeśli starzenie się koreluje z większą liczbą wiązań H2A.Z, może to wyjaśniać związaną z wiekiem utratę pamięci.
„Identyfikacja H2A.Z jako unikalnego białka, które jest zaangażowane w pamięć i zwiększa się wraz ze starzeniem, może być dużym wyzwaniem przy tworzeniu terapii genetycznych lub farmaceutycznych na związane z wiekiem osłabienie funkcji poznawczych i demencję. H2A.Z jest stosunkowo specyficznym celem terapeutycznym ”.
Iva Zovkic
Naukowcy twierdzą, że następnym krokiem będzie przetestowanie ich teorii na bardzo starych myszach. Jeśli ich pomysły zostaną potwierdzone w dalszych badaniach, naukowcy planują pójść dalej i zbadać wpływ H2A.Z na ludzi, których ciała również wytwarzają to białko.
Zovkic i zespół mają największą nadzieję, że ich badania ostatecznie doprowadzą do lepszych terapii zapobiegających i zwalczających utratę pamięci związaną z wiekiem.
„Zawsze staramy się znaleźć molekularne podstawy pamięci, a odkrycie, w jaki sposób geny związane z pamięcią są włączane i wyłączane, jest krokiem w dobrym kierunku” - podsumowuje Zovkic.
