Vai šim proteīnam varētu būt atmiņas atslēga?
Pētnieki ir identificējuši olbaltumvielu, kurai ir izšķiroša loma, saglabājot vai izmetot atmiņas. Viņi saka, ka nākotnē mēs varētu izmantot šīs zināšanas, lai izstrādātu labākas zāles atmiņas zudumam.
Atmiņas zuduma jautājums motivē pētniekus mēģināt labāk izprast smadzeņu darbību, kā konsolidējas atmiņas un kā un kāpēc mēs tās zaudējam.
Tā kā spēja saglabāt savas atmiņas ļauj mums saglabāt pašsajūtu un orientāciju pasaulē, neirozinātnēs galvenā prioritāte ir izpratne par to, kā novērst hronisku atmiņas zudumu.
Nesen Toronto Misisjanas Universitātes pētnieku komanda Ontārio, Kanādā - sadarbībā ar kolēģiem no Amerikas Savienotajām Valstīm un Lielbritānijas pētīja konkrēta proteīna lomu atmiņu veidošanā.
Vecākā pētniece Iva Zovkic un viņas komanda veica pētījumu ar pelēm, īpašu uzmanību pievēršot olbaltumvielai ar nosaukumu H2A.Z. Šāda veida olbaltumvielas sauc par histonu, un tās saistās ar DNS, palīdzot saglabāt struktūru šūnās.
Viņu rezultāti tika publicēti žurnālā Šūnu pārskati.
H2A.Z un atmiņas veidošanās
Zovkic un komanda strādāja gan ar jaunām, gan vecām pelēm, lai saprastu, kā H2A.Z proteīns bija saistīts ar atmiņas veidošanos un nomākšanu.
Eksperimenta ietvaros pētnieki ievietoja peles jaunā kastē, lai piespiestu viņus iepazīties ar dīvainu vidi. Tad, lai varētu pārbaudīt, kā proteīns darbojas atmiņas veidošanās kontekstā, dzīvnieki, atrodoties kastē, tika pakļauti negatīvam stimulam.
Tādā veidā pelēm izveidojās saistība starp jauno vidi un slikto pieredzi, ar kuru tās bija saskārušās. Otro reizi, kad zinātnieki tos ievietoja kastē, tagad piesardzīgās peles atteicās pārvietoties un izpētīt, kā tas būtu darīts parasti.
Pusstundu pēc tam, kad peles bija pakļautas negatīvajam stimulam, Zovkičs un kolēģi novērtēja dzīvnieku smadzenēs jebkādas izmaiņas, kā H2A.Z saistījās ar DNS.
Viņi atklāja, ka jaunām pelēm bailes apmācība bija saistīta ar H2A.Z un DNS saišu “milzīgu” samazināšanos 3048 vietās gēnos, ar kuriem olbaltumvielas parasti saistās, kā arī saišu pieaugumu tikai 25 vietās.
Tas pats attiecās uz vecākām pelēm, kuras pēc baiļu apmācības piedzīvoja saišu samazināšanos 2901 vietā un tikai 9 vietu pieaugumu.
Pētnieki paskaidro, ka tas nozīmē, ka H2A.Z (mazāk saišu starp olbaltumvielu un DNS) izlikšana ir saistīta ar atmiņas veidošanos, ļaujot pelēm atgādināt par savu negatīvo pieredzi.
"Mums katru dienu ir tūkstošiem pieredzes, bet mēs atceramies tikai lietas, kas mums kaut kādā ziņā ir svarīgas," atzīmē Zovkic.
"Šis eksperiments," viņa turpina, "izmantoja ļoti vienkāršu mācīšanās pieredzi, lai ilustrētu, ka H2A.Z acīmredzami kalpo atmiņas nomākšanai, un šī proteīna atdalīšana, šķiet, ļauj… veidoties ilgstošām atmiņām."
Jauns terapeitiskais mērķis?
Pētnieki arī novēroja, ka H2A.Z līmenis bija atkarīgs no dzīvnieku vecuma. Tādējādi olbaltumviela augstākā līmenī tika atrasta veco peļu hipokampos, kas ir smadzeņu reģions, kas cieši saistīts ar atmiņas veidošanos.
Pamatojoties uz šiem novērojumiem, Zovkic un viņas komanda secināja, ka jo augstāks H2A.Z līmenis, jo lielāka iespējamība, ka tiek kavēta atmiņas veidošanās un saglabāšana. Tādējādi, ja vecuma sasniegšana korelē ar vairākām H2A.Z saitēm, tas varētu izskaidrot ar vecumu saistīto atmiņas zudumu.
“H2A.Z identificēšana kā unikāls proteīns, kas ir saistīts ar atmiņu un palielinās novecojot, varētu būt liels uzdevums, lai izveidotu ģenētiskas vai farmaceitiskas terapijas ar vecumu saistītai kognitīvajai pasliktināšanās un demencei. H2A.Z ir salīdzinoši specifisks terapeitiskais mērķis. ”
Iva Zovkic
Pēc pētnieku domām, nākamais solis būs pārbaudīt savu teoriju ar ļoti vecām pelēm. Ja viņu idejas apstiprina turpmāki pētījumi, pētnieki plāno turpināt pētīt H2A.Z ietekmi uz cilvēkiem, kuru ķermeņi arī ražo šo olbaltumvielu.
Zovkic un komandas galvenā cerība ir tāda, ka viņu pētījumi galu galā novedīs pie labākas terapijas, lai novērstu un apkarotu ar vecumu saistītu atmiņas zudumu.
"Mēs vienmēr cenšamies atrast atmiņas molekulārās bāzes, un atklājot, kā tiek ieslēgti un izslēgti ar atmiņu saistīti gēni, ir solis pozitīvā virzienā," secina Zovkic.
