Pelės ir atmintis

Šios savaitės tyrimo duomenimis, smegenų pažeistų pelių gydymas junginiais, turinčiais įtakos genų ekspresijai, atkuria jų gebėjimą prisiminti ilgalaikius prisiminimus. Gamta . Pelių auginimas stimuliuojančioje aplinkoje turi tą patį poveikį. Rezultatai rodo, kad konsoliduoti prisiminimai gali likti prieinami net ir po didelio smegenų ląstelių praradimo. Jie taip pat atveria galimybę kurti vaistus, skirtus atminties praradimui, susijusiam su tokiomis ligomis kaip Alzheimerio liga ir demencija, gydyti.

Aplinkos praturtinimas: Pelės, laikomos įdomioje aplinkoje – šiuo atveju dideliame narve su įvairių spalvų, formų ir tekstūrų žaislais ir bėgimo ratu, leidžiančiu savanoriškai mankštintis – po smegenų pažeidimo geriau atgavo ilgalaikius prisiminimus. Išvados galėtų padėti sukurti žmonėms skirtus vaistus, gerinančius atmintį.

Ankstesni tyrimai davė rezultatus, panašius į tyrimo išvadas, kad aplinkos praturtinimas gali pagerinti mokymąsi. Tai nėra didelis dalykas, sako bendraautoris Li-Huei Tsai iš MIT Picowerio mokymosi ir atminties instituto, tačiau kalbant apie ilgalaikės atminties atkūrimą... visi buvome priblokšti.

Tsai ir jos kolegos atliko tyrimą su pelėmis, genetiškai modifikuotomis tam, kad tam tikromis sąlygomis išreikštų baltymą, vadinamą p25. Baltymas sukelia didžiulę smegenų ląstelių mirtį ir yra susijęs su neurodegeneracinėmis ligomis. Tyrėjai gali įjungti ir išjungti p25 ekspresiją, kontroliuodami pelių mitybą, sukeldami smegenų pažeidimus. Be specialios dietos pelės elgiasi kaip įprastos pelės.

Siekdami patikrinti pelių atmintį, Tsai ir jos kolegos pradėjo jas priversti bijoti tam tikros vietos. Pelės buvo perkeltos iš narvelių į kamerą, sukuriančią įdomią naują aplinką, kurią jos nori tyrinėti, aiškina ji. Tačiau toje kameroje pelės patyrė lengvą kojų šoką. Tai neskauda, ​​sako Tsai, bet jie to nekenčia.

Šis baimės sąlygojimas užkoduojamas smegenų hipokampo srityje, o po trijų ar keturių savaičių perkeliamas į žievę, kur tampa stabilia, ilgalaike atmintimi. Po to, jei pelės grąžinamos į kamerą, jos prisimena blogą patirtį ir sustingsta vietoje, o ne tyrinėdamos.

Sukūrę šią atmintį genetiškai modifikuotose pelėse, Tsai ir jos kolegos sukėlė smegenų pažeidimą, įjungdami p25 geną. Kaip ir tikėtasi, pelės prarado baimę dėl kameros ir nesustingo, kaip įprastos pelės po to paties kondicionavimo.

Tačiau suteikus smegenų pažeistoms pelėms junginį, vadinamą histono deacetilazės (HDAC) inhibitoriumi, rezultatai buvo labai skirtingi. Histonai yra baltymai, kuriuos DNR grandinės apsivynioja, sudarydamos struktūrą, vadinamą chromatinu. Būdas, kuriuo chromatinas susirenka, turi įtakos genų reguliavimui ir ekspresijai. Pelėms, kurioms buvo suteiktas HDAC inhibitorius, kuris leidžia DNR atsilaisvinti nuo histonų, todėl DNR buvo prieinama transkripcijai, galėjo atkurti ilgalaikius prisiminimus daug geriau nei negydytos pelės.

Šis patobulintas prisiminimas taip pat pasireiškė, kai smegenų pažeistos pelės, negydytos HDAC inhibitoriumi, buvo patalpintos į sodrią aplinką. Pasak Tsai, pelės paprastai laikomos mažame narve, kuriame yra ne daugiau nei maistas ir vanduo. Ji sako, kad perkėlus juos į didesnį narvą, kuriame yra daug žaislų, bėgimo rato ir kitų pelių, su kuriomis galima bendrauti, jie gali būti daug aktyvesni, fiziškai ir protiškai. Pelės šioje stimuliuojančioje aplinkoje pasižymėjo daug geresniu užšalimo elgesiu, parodydamos, kad jos sugebėjo susigrąžinti savo ilgalaikius prisiminimus.

Tiek HDAC inhibitorius, tiek sodrinanti aplinka tikriausiai skatina jungčių tarp neuronų augimą, kurie perjungia smegenis taip, kad ilgalaikiai prisiminimai taptų prieinamesni, sako Tsai. Ji paaiškina, kad nebūtinai matote padidėjusį neuronų skaičių, tačiau matote padidėjusį dendritų ir sinapsių susidarymą. HDAC inhibitorių atveju gali būti, kad pakeitus chromatino struktūrą, genai, turintys įtakos šiam sinapsiniam augimui, gali būti labiau išreikšti.

Rezultatai yra labai įspūdingi, sako Ya-Ping Tangas , neurobiologas iš Čikagos universiteto. Tai parodo, kaip epigenetika – pakitusi genų ekspresija, nesusijusi su pačios DNR pokyčiais – yra susijusi su mokymusi ir atmintimi, sako jis.

Neaišku, kodėl pelių smegenų pažeidimas nesunaikina ilgalaikių prisiminimų. Mūsų tyrimas negali pasakyti apie tai, sako Tsai, tačiau jis rodo, kad net ir esant dideliam neuronų praradimui nepakanka atminties atsikratyti.

Tangas sako, kad dar per anksti pasakyti, ar šiuo mechanizmu pagrįsti vaistai galėtų būti sukurti, kad padėtų atkurti atminties praradimą žmonėms. Tsai ir jos grupė dabar bando kitus HDAC inhibitorius pelėms, kad sužinotų, kurie iš jų veikia geriausiai. Ji sako, kad bus labai įdomu pamatyti, ar HDAC inhibitoriai padės žmonėms. Žmonėms, sergantiems neuronų praradimu ir demencija, tai tikrai teikia vilties, kad galbūt galima ką nors padaryti.

paslėpti