Meyve Sineği Çalışmasında "Hafıza Molekülü" Kimliği
Dergide yayınlanan bulgu Sinir Devrelerinde Sınırlar, molekül hafıza kaybını tersine çevirmek için terapötik müdahaleler için yeni bir hedef oluşturabileceğinden önemlidir.
Bristol Üniversitesi'ndeki bilim adamları, öğrenmeye kritik bir şekilde dahil olan bir beyin alanı olan hipokampustaki moleküler değişiklikleri inceleyerek anıların oluşumunu sağlayan mekanizmaları daha iyi anlamaya çalıştılar.
Araştırmacılar, önceki çalışmaların, anıları öğrenme ve oluşturma yeteneğimizin uzun vadeli güçlendirme veya LTP adı verilen sinaptik iletişimdeki artıştan kaynaklandığını gösterdiğini söyledi. Bu iletişim, kalsiyumun beyin hücrelerine girmesi ve "Ca2 + duyarlı kinaz" (CaMKII) adı verilen anahtar bir enzimi aktive etmesi ile tetiklenen kimyasal bir süreç aracılığıyla başlatılır.
Bu protein kalsiyum tarafından aktive edildiğinde, kendi aktivitesinde bir değişimi tetikleyerek kalsiyum gittikten sonra bile aktif kalmasını sağlar. CaMKII'nin kendi aktivitesini sürdürme konusundaki bu özel yeteneği “moleküler bellek anahtarı” olarak adlandırılmıştır.
Şimdiye kadar, beynimizde öğrenmemize ve uzun vadeli anılar oluşturmamıza izin veren bu kimyasal süreci neyin tetiklediği sorusu hala kaldı.
Araştırma ekibi, yaygın meyve sineğini kullanarak deneyler yaptı (Meyve sineği) bu anahtarın arkasındaki moleküler mekanizmaları analiz etmek ve tanımlamak. Ekip, sineklerin hafızasını geçici olarak engellemelerine izin veren gelişmiş moleküler genetik teknikleri kullanarak, bu "hafıza değişimini" düzenleyen sinaptik molekül olarak CASK adlı bir geni tanımlayabildi.
Araştırmanın baş yazarı Dr. James Hodge, “Meyve sinekleri, insanlara benzer nöronal işleve ve sinirsel tepkilere sahip oldukları için bu tür çalışmalar için dikkate değer ölçüde uyumludur. Küçük olsalar da çok akıllıdırlar - örneğin tavana inebilir ve meyve kasenizdeki meyvenin sizden önce patladığını tespit edebilirler. "
Sineklerin öğrenme ve hafıza yeteneklerini test ettiğimiz deneylerde, sineklere sunulan iki kokunun hafif bir şokla ilişkilendirildiği deneylerde, yaklaşık yüzde 90'ının, ilgili kokudan kaçınmayı hatırlayarak doğru seçimi öğrenebildiğini gördük. şok.
"Cezalandırılmış kokuyla ilgili beş ders, sineklerin bu kokudan 24 saat ile bir hafta arasında kaçınmasını sağladı, ki bu sadece birkaç ay yaşayan bir böcek için uzun bir süre."
Araştırmacılar, bu anahtar moleküllerin işlevini yerelleştirerek, bu genlerden yoksun sineklerin bozulmuş hafıza oluşumu gösterdiğini buldular. Tekrarlanan bellek testlerinde, bu anahtar genlerden yoksun olanların üç saat (orta süreli bellek) ve 24 saatte (uzun süreli bellek) hatırlama yeteneklerine sahip olmadıkları, ancak başlangıçtaki öğrenmeleri veya kısa süreli bellekleri etkilenmedi.
Son olarak ekip, kendi CASK geninden tamamen yoksun olan ve bu nedenle genellikle hatırlayamayan bir sineğin genomuna insan CASK geninin (sinek CASK genine yüzde 80 özdeş) bir kopyasını yerleştirdi. Araştırmacılar, insan CASK geninin bir kopyasına sahip olan sineklerin normal bir vahşi tip sinek gibi hatırlayabildiğini buldular.
Üniversitenin Fizyoloji ve Farmakoloji Okulu'ndan Hodge, "Hafıza araştırması özellikle önemlidir, çünkü bize kimlik duygumuzu verir ve öğrenme ve hafıza eksiklikleri birçok hastalıkta, yaralanmada ve yaşlanma sırasında ortaya çıkar."
"CASK’ın CaMKII moleküler bellek anahtarı üzerindeki kontrolü, anıların beyindeki nöronlara nasıl yazılacağı konusunda açıkça kritik bir adımdır. Bu bulgular sadece hafıza kaybının etkilerini tersine çeviren yeni tedaviler geliştirmenin yolunu açmakla kalmıyor, aynı zamanda uyumluluğunu da kanıtlıyor. Meyve sineği Bu hastalıkları laboratuvarda modellemek ve bu hastalıkları tedavi etmek için yeni ilaçları taramak.
"Dahası, bu çalışma beyinlerin bilgi edinme ve depolama konusundaki devasa kapasitelerini nasıl geliştirdiğine dair önemli bir fikir veriyor."
Kaynak: Bristol Üniversitesi
