Kan dette proteinet være nøkkelen til minne?
Forskere har identifisert et protein som spiller en avgjørende rolle i om vi beholder eller forkaster minner. I fremtiden kan vi kanskje bruke denne kunnskapen til å utvikle bedre medisiner for hukommelsestap, sier de.
Spørsmålet om hukommelsestap motiverer forskere til å prøve og bedre forstå hjernens arbeid, hvordan minner konsolideres, og hvordan og hvorfor vi mister dem.
Siden vi kan beholde minnene våre, gjør det mulig for oss å opprettholde en følelse av selvskap og orientering i verden, og det å forstå hvordan vi kan forhindre kronisk hukommelsestap er en topprioritet i nevrovitenskap.
Nylig undersøkte et team av forskere fra University of Toronto Mississauga i Ontario, Canada - i samarbeid med kollegaer fra USA og Storbritannia - rollen til et bestemt protein i dannelsen av minner.
Seniorforsker Iva Zovkic og teamet hennes gjennomførte sin studie på mus, og fokuserte spesifikt på et protein kalt H2A.Z. Denne typen proteiner kalles histon, og den binder seg til DNA, og hjelper den med å holde strukturen i cellene.
Resultatene deres ble publisert i tidsskriftet Cellerapporter.
H2A.Z og minnedannelse
Zovkic og teamet jobbet med både unge og eldre mus for å forstå hvordan H2A.Z-proteinet var involvert i minnedannelse og undertrykkelse.
Som en del av eksperimentet plasserte forskerne musene i en ny boks, for å tvinge dem til å bli kjent med et underlig miljø. For å kunne teste hvordan proteinet fungerte i sammenheng med hukommelsesdannelse, ble dyrene utsatt for en negativ stimulans mens de var i esken.
På denne måten dannet musene en sammenheng mellom det nye miljøet og den dårlige opplevelsen de hadde blitt utsatt for. Andre gang forskerne plasserte dem i esken, nektet de nå forsiktige musene å bevege seg rundt og utforske, slik de normalt ville gjort.
En halv time etter at musene hadde blitt utsatt for den negative stimulansen, vurderte Zovkic og kollegaene dyrenes hjerner for eventuelle endringer i hvordan H2A.Z bundet til DNA.
De avslørte at fryktopplæring hos unge mus var assosiert med en "overveldende" reduksjon av H2A.Z og DNA-bindinger på 3 048 steder på genene som proteinene normalt binder til, samt en økning i bindinger på bare 25 steder.
Det samme gjaldt de eldre musene, som opplevde en reduksjon i obligasjoner på 2.901 steder og en økning på bare 9 steder i etterkant av fryktopplæring.
Dette, forklarer forskerne, betyr at utkastelse av H2A.Z (færre bindinger mellom proteinet og DNA) er assosiert med minnedannelse, slik at musene kan huske sin negative opplevelse.
"Vi har tusenvis av opplevelser hver dag, men vi husker bare ting som på en eller annen måte er viktige for oss," bemerker Zovkic.
"Dette eksperimentet," fortsetter hun, "brukte en veldig enkel læringserfaring for å illustrere at H2A.Z tilsynelatende tjener til å undertrykke hukommelsen, og fjerningen av dette proteinet ser ut til å [...] tillate langvarige minner å dannes."
Et nytt terapeutisk mål?
Forskerne observerte også at nivåene av H2A.Z var avhengig av dyrenes alder. Dermed ble proteinet funnet på høyere nivåer i de aldrede musens hippocampi, som er en region i hjernen som er sterkt assosiert med hukommelsesdannelse.
Basert på disse observasjonene konkluderte Zovkic og hennes team med at jo høyere nivåer av H2A.Z, desto mer sannsynlig er det at hukommelsesdannelse og retensjon hindres. Derfor, hvis fremgang i alder korrelerer med flere H2A.Z-obligasjoner, kan det forklare aldersrelatert hukommelsestap.
“Å identifisere H2A.Z som et unikt protein som er involvert i hukommelsen og øker med aldring, kan være en stor avtale for å skape genetiske eller farmasøytiske terapier for aldersrelatert kognitiv svikt og demens. H2A.Z er et relativt spesifikt terapeutisk mål. ”
Iva Zovkic
Det neste trinnet herfra, sier forskerne, vil være å teste teorien deres på veldig gamle mus. Skulle ideene deres bli bekreftet av ytterligere studier, planlegger forskerne å gå videre og studere effekten av H2A.Z hos mennesker, hvis kropper også produserer dette proteinet.
Zovkic og teamets ultimate håp er at deres forskning til slutt vil føre til bedre terapier for å forhindre og bekjempe aldersrelatert hukommelsestap.
"Vi prøver alltid å finne molekylære baser for minne, og å oppdage hvordan gener relatert til minne slås på og av er et skritt i positiv retning," avslutter Zovkic.
