Voisiko tällä proteiinilla olla avain muistiin?
Tutkijat ovat tunnistaneet proteiinin, jolla on ratkaiseva merkitys muistien säilyttämisessä vai hävittämisessä. Tulevaisuudessa voimme ehkä käyttää tätä tietoa parempien lääkkeiden kehittämiseen muistin menetykseen, he sanovat.
Muistihäviökysymys motivoi tutkijoita yrittämään ymmärtää paremmin aivojen toimintaa, kuinka muistot vakiintuvat ja miten ja miksi menetämme ne.
Koska pystymme säilyttämään muistimme, voimme ylläpitää itsetuntemusta ja suuntautumista maailmassa, ymmärtäminen, kuinka estää krooninen muistin menetys, on etusijalla neurotieteessä.
Äskettäin tutkijaryhmä Toronton yliopistosta, Mississaugasta, Ontariosta, Kanadasta - yhteistyössä Yhdysvaltojen ja Ison-Britannian kollegoiden kanssa - tutki tietyn proteiinin roolia muistojen muodostumisessa.
Vanhempi tutkija Iva Zovkic ja hänen tiiminsä tekivät tutkimuksen hiiristä keskittyen erityisesti H2A.Z-proteiiniin. Tämän tyyppistä proteiinia kutsutaan histoniksi, ja se sitoutuu DNA: han auttaen sitä pitämään rakenteensa soluissa.
Niiden tulokset julkaistiin lehdessä Soluraportit.
H2A.Z ja muistin muodostuminen
Zovkic ja tiimi työskentelivät sekä nuorten että ikäisten hiirten kanssa ymmärtääkseen, kuinka H2A.Z-proteiini oli mukana muistinmuodostuksessa ja tukahduttamisessa.
Osana kokeilua tutkijat sijoittivat hiiret uuteen laatikkoon pakottaakseen heidät tutustumaan outoon ympäristöön. Sitten eläimet altistettiin negatiiviselle ärsykkeelle ollessaan laatikossa voidakseen testata proteiinin toiminnan muistinmuodostuksen yhteydessä.
Tällä tavalla hiiret muodostivat yhteyden uuden ympäristön ja heille altistuneen huonon kokemuksen välille. Toisen kerran, kun tutkijat asettivat ne laatikkoon, nyt varovaiset hiiret kieltäytyivät liikkumasta ja tutkimasta, kuten he normaalisti olisivat tehneet.
Puolen tunnin kuluttua siitä, kun hiiret olivat altistuneet negatiiviselle ärsykkeelle, Zovkic ja hänen kollegansa arvioivat eläinten aivoissa mahdolliset muutokset H2A.Z: n sitoutumisessa DNA: han.
He paljastivat, että nuorilla hiirillä pelko-koulutus liittyi H2A.Z- ja DNA-sidosten "ylivoimaiseen" vähenemiseen 3048 paikassa geeneissä, joihin proteiinit normaalisti sitoutuvat, samoin kuin sidosten lisääntymiseen vain 25 paikassa.
Sama pätee vanhempiin hiiriin, jotka kokivat sidosten vähenemisen 2901 paikassa ja lisääntyivät vain 9 paikassa peloharjoittelun jälkimainingeissa.
Tämä, tutkijoiden selityksen mukaan, tarkoittaa, että H2A.Z: n (vähemmän sidoksia proteiinin ja DNA: n välillä) häätö liittyy muistin muodostumiseen, jolloin hiiret voivat muistaa negatiivisen kokemuksensa.
"Meillä on tuhansia kokemuksia joka päivä, mutta muistamme vain asioita, jotka ovat jollakin tavalla tärkeitä meille", Zovkic toteaa.
"Tämä kokeilu", hän jatkaa, "käytti hyvin suoraviivaisia oppimiskokemuksia havainnollistaakseen, että H2A.Z ilmeisesti auttaa tukahduttamaan muistia, ja tämän proteiinin poistaminen näyttää […] antavan pitkäaikaisten muistojen muodostumisen."
Uusi terapeuttinen kohde?
Tutkijat havaitsivat myös, että H2A.Z-pitoisuudet riippuivat eläinten iästä. Siten proteiini havaittiin korkeammilla tasoilla ikääntyneiden hiirien hippokampuksessa, joka on aivojen alue, joka liittyy voimakkaasti muistin muodostumiseen.
Näiden havaintojen perusteella Zovkic ja hänen tiiminsä päättelivät, että mitä korkeammat H2A.Z-tasot, sitä todennäköisemmin muistin muodostumista ja säilyttämistä estetään. Näin ollen, jos iän eteneminen korreloi useamman H2A.Z-sidoksen kanssa, se saattaa selittää ikään liittyvän muistihäviön.
"H2A.Z: n tunnistaminen ainutlaatuiseksi proteiiniksi, joka liittyy muistiin ja lisääntyy ikääntymisen myötä, voi olla iso juttu geneettisten tai farmaseuttisten terapioiden luomisessa ikään liittyvään kognitiiviseen heikkenemiseen ja dementiaan. H2A.Z on suhteellisen spesifinen terapeuttinen kohde. "
Iva Zovkic
Seuraava askel täältä on tutkijoiden mukaan testata teoriansa hyvin vanhoilla hiirillä. Jos heidän ajatuksensa vahvistetaan jatkotutkimuksilla, tutkijat aikovat mennä eteenpäin ja tutkia H2A.Z: n vaikutuksia ihmisiin, joiden elimet tuottavat myös tätä proteiinia.
Zovkicin ja tiimin perimmäinen toivo on, että heidän tutkimuksensa johtavat lopulta parempiin hoitomuotoihin ikään liittyvän muistihäviön ehkäisemiseksi ja torjumiseksi.
"Yritämme aina löytää muistin molekyylipohjia, ja löytää, kuinka muistiin liittyvät geenit kytketään päälle ja pois päältä, on askel positiiviseen suuntaan", Zovkic lopettaa.
