Môže tento proteín obsahovať kľúč k pamäti?
Vedci identifikovali bielkovinu, ktorá hrá rozhodujúcu úlohu v tom, či si pamätáme alebo ju zahodíme. Hovoria, že v budúcnosti by sme mohli byť schopní využiť tieto vedomosti na vývoj lepších liekov na stratu pamäti.
Problematika straty pamäti motivuje výskumných pracovníkov, aby sa pokúsili lepšie pochopiť fungovanie mozgu, ako sa konsolidujú spomienky a ako a prečo ich strácame.
Pretože schopnosť uchovať si svoje spomienky nám umožňuje udržiavať pocit sebectva a orientácie vo svete, pochopenie toho, ako zabrániť chronickej strate pamäti, je v neurovede najvyššou prioritou.
Tím výskumníkov z University of Toronto Mississauga v Ontáriu v Kanade nedávno - v spolupráci s kolegami z USA a Spojeného kráľovstva - skúmal úlohu konkrétneho proteínu pri vytváraní spomienok.
Vedúca výskumná pracovníčka Iva Zovkic a jej tím uskutočnili štúdiu na myšiach so špecifickým zameraním na proteín s názvom H2A.Z. Tento typ proteínu sa nazýva histón a viaže sa na DNA, čo mu pomáha udržiavať štruktúru v bunkách.
Ich výsledky boli zverejnené v časopise Správy buniek.
H2A.Z a formovanie pamäti
Zovkic a tím pracovali s mladými aj starými myšami, aby pochopili, ako bol proteín H2A.Z zapojený do formovania a potláčania pamäte.
V rámci experimentu vedci umiestnili myši do novej škatule, aby ich prinútili oboznámiť sa s podivným prostredím. Potom, aby bolo možné vyskúšať, ako proteín funguje v súvislosti s formovaním pamäte, boli zvieratá v boxe vystavené negatívnym stimulom.
Týmto spôsobom si myši vytvorili súvislosť medzi novým prostredím a zlými skúsenosťami, ktorým boli vystavené. Keď ich vedci umiestnili druhýkrát do škatule, opatrné myši sa teraz odmietli pohybovať a skúmať, ako by to bežne mali.
Pol hodiny po tom, čo boli myši vystavené negatívnemu stimulu, Zovkic a kolegovia vyhodnotili mozog zvierat, či neobsahujú akékoľvek zmeny v spôsobe viazania H2A.Z na DNA.
Odhalili, že u mladých myší bol výcvik strachu spojený s „ohromným“ znížením väzieb H2A.Z a DNA na 3 048 miestach génov, s ktorými sa proteíny bežne viažu, ako aj so zvýšením väzieb iba na 25 miestach.
To isté platilo pre staršie myši, ktoré po tréningu strachu zaznamenali zníženie väzieb na 2 901 miestach a zvýšenie iba na 9 miestach.
Toto, vysvetľujú vedci, znamená, že vysťahovanie H2A.Z (menej väzieb medzi proteínom a DNA) je spojené s tvorbou pamäte, čo umožňuje myšiam vybaviť si ich negatívne skúsenosti.
"Každý deň máme tisíce zážitkov, ale pamätáme si iba veci, ktoré sú pre nás nejakým spôsobom dôležité," poznamenáva Zovkic.
„Tento experiment,“ pokračuje, „použil veľmi priamu skúsenosť s učením na ilustráciu toho, že H2A.Z zjavne slúži na potlačenie pamäte a zdá sa, že odstránenie tohto proteínu [...] umožňuje vytvorenie dlhotrvajúcich spomienok.“
Nový terapeutický cieľ?
Vedci tiež pozorovali, že hladiny H2A.Z záviseli od veku zvierat. Proteín sa teda nachádzal vo vyšších hladinách v hipokampoch starých myší, čo je oblasť mozgu silne spojená s tvorbou pamäte.
Na základe týchto pozorovaní Zovkic a jej tím vyvodili, že čím vyššie sú hladiny H2A.Z, tým je pravdepodobnejšie, že je bránené tvorbe a zadržiavaniu pamäti. Ak teda vývoj vo veku koreluje s viacerými väzbami H2A.Z, mohlo by to vysvetľovať stratu pamäti súvisiacu s vekom.
„Identifikácia H2A.Z ako jedinečného proteínu, ktorý súvisí s pamäťou a zvyšuje sa so starnutím, by mohla byť veľkým problémom pri vytváraní genetických alebo farmaceutických terapií pre vek súvisiaci s kognitívnym poklesom a demenciou. H2A.Z je pomerne špecifický terapeutický cieľ. “
Iva Zovkic
Ďalším krokom odtiaľto bude podľa vedcov testovanie ich teórie na veľmi starých myšiach. Ak by ich nápady potvrdili ďalšie štúdie, vedci plánujú pokračovať a študovať účinky H2A.Z na ľudí, ktorých telá tento proteín tiež produkujú.
Zovkic a konečná nádej tímu sú, že ich výskum nakoniec povedie k lepším terapiám na prevenciu a boj proti strate pamäti súvisiace s vekom.
"Vždy sa snažíme nájsť molekulárne základy pre pamäť a objavovanie toho, ako sa zapínajú a vypínajú gény súvisiace s pamäťou, je krok pozitívnym smerom," uzatvára Zovkic.
