online od 1999 roku!

O powstawaniu wspomnień

01.07.2010. 21:12
opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

Zespół naukowców pracujący pod kierunkiem Brytyjczyków zidentyfikował jedno z kluczowych białek biorących udział w procesie uczenia się i powstawania wspomnień. Odkrycia, opisane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), mają niebagatelne znaczenie dla badań nad chorobą Alzheimera. Prace naukowców zostały częściowo dofinansowane z grantu Marie Curie dla najlepszych Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE.

Naukowcy od dawna dążyli do ustalenia dokładnego mechanizmu, który mózg wykorzystuje do uczenia się i tworzenia długotrwałych wspomnień. Wspomnienia są przechowywane w złożonej sieci neuronów. W tym celu neurony muszą aktywować mechanizm tworzenia nowych białek wzmacniających połączenia (synapsy) między nimi. Wiadomo, że grupa receptorów sprzężonych z białkami G (ang. G protein-coupled receptors - GPCR) odgrywa ważną rolę w regulowaniu uczenia się oraz pamięci. Podtyp białek GPCR, zwany "rodziną receptorów acetylcholinowomuskarynowych", bierze udział w chorobie Alzheimera. Niedawno prowadzone badania koncentrowały się na receptorze muskarynowym M1, niemniej wyniki były niepewne.

W ostatnich badaniach naukowcy skoncentrowali się na receptorze muskarynowym M3, czyli białku o rozpowszechnionej ekspresji w ośrodkowym układzie nerwowym. Zbadali rodzaj myszy, której receptor muskarynowy M3 miał niedobór fosforylacji (polegającej na dodawaniu do białka fosforu, który może je aktywować lub dezaktywować). Myszy zostały poddane warunkowaniu strachem, a następnie ich wyniki porównano z wynikami normalnych myszy. Po zakończeniu testów poddano analizie tkankę mózgową. Naukowcy odkryli, że zarówno receptor M3, jak i jego stan fosforylacji mają zasadnicze znaczenie dla procesów uczenia się i procesów pamięciowych.

"Białko to występuje w części mózgu, w której przechowywane są wspomnienia" - wyjaśnia profesor Andrew Tobin z Uniwersytetu w Leicester, Wlk. Brytania. "Odkryliśmy, że aby powstało jakiekolwiek wspomnienie potrzebna jest aktywacja białka zwanego receptorem muskarynowym M3."

Grupa odkryła, że receptor muskarynowy M3 przechodzi niezwykle specyficzną zmianę w czasie tworzenia się wspomnienia. Co więcej bez przejścia tej zmiany wspomnienie nie powstanie. "Pod tym względem wyniki naszych badań ujawniają co najmniej jeden z mechanizmów molekularnych funkcjonujących w mózgu, kiedy powstaje wspomnienie i jako takie stanowią ogromny przełom w naszej wiedzy na temat powstawania wspomnień" - mówi profesor Tobin.

Wyniki badań rzucają światło na istotne kwestie związane z funkcjonowaniem mózgu i pomogą naukowcom w poznaniu przyczyn choroby Alzheimera. Postępująca forma demencji niszczy komórki mózgowe, powodując poważną utratę pamięci oraz problemy z myśleniem i zachowaniem. Jak na razie nie ma na nią lekarstwa.

"Te odkrycia są interesujące nie tylko same w sobie - mają również istotne znaczenie z punktu widzenia klinicznego" - wskazuje profesor Tobin. "Jednym z głównych objawów choroby Alzheimera jest utrata pamięci. Wyniki naszych badań identyfikują jeden z kluczowych procesów biorących udział w powstawaniu wspomnień i uczeniu się, i jak stwierdzamy w artykule - opracowanie leków ukierunkowanych na białko zidentyfikowane w ramach naszych badań pomoże w leczeniu choroby Alzheimera."

Profesor Tobin dodaje: "Przyglądanie się procesom molekularnym prowadzącym do powstania wspomnień było fascynujące. Cieszymy się nie tylko z naukowego znaczenia naszego odkrycia, ale również z perspektywy, że wyniki naszych prac mogą przydać się w opracowywaniu leków na chorobę Alzheimera."

Za: CORDIS

Czy wiesz że...? (wersja beta)
Folding@home jest projektem internetowym zorganizowanym przez Stanford University w Stanach Zjednoczonych. Projekt ma na celu badanie procesów zwijania białek, koncentruje się na badaniu sposobu w jaki cząsteczka białka składa się w przestrzeni. Jest to o tyle ważne, że od tego kształtu zależą funkcje, jakie może ona pełnić w organizmie. Na skutek nieprawidłowego złożenia się cząstki, mogą powstawać białka wywołujące choroby takie jak: CJD, choroba Alzheimera, choroba Parkinsona, czy też słynne BSE, czyli "choroba szalonych krów". Hipokretyna (oreksyna) – neuropeptyd wytwarzany przez grupę komórek nerwowych znajdujących się w podwzgórzu i pniu mózgu a jej receptory znajdują się w różnych regionach mózgu. Oreksyna reguluje, kiedy stan snu i czuwania jest stosowny dla organizmu w interakcji z systemem regulującym emocje (unikanie zagrożenia), nagrodę i równowagę energetyczną organizmu. Utrata neuronów produkujących ten ważny neuroprzekaźnik prowadzi do zaburzeń koncentracji uwagi i narkolepsji, choroby o podłożu neurologicznym objawiającej się niekontrolowanym zapadaniem w sen. W badaniach współfinansowanych przez DARPA stwierdzono u wyspanych rezusów, że oreksyna podana dożylnie powoduje osłabienie funkcji poznawczych, w przeciwieństwie do podania rozpylonego roztworu do nosa. Podanie dożylne powoduje zmniejszenie upośledzenia funkcji poznawczych u rezusów pozbawionych snu przez okres 30–36 godzin, a podanie donosowe powoduje całkowite zniesienie efektu niewyspania. U myszy oreksyna, razem z przedłużającym się okresem pozbawienia snu, zwiększa poziom β-amyloidu, którego płytki występują w chorobie Alzheimera. Ciałka Hirano (ang. Hirano bodies) – cytoplazmatyczne, eozynofilne, pałeczkowate struktury spotykane wewnątrz komórek nerwowych w chorobach neurodegeneracyjnych, m. in. w chorobie Alzheimera i niektórych postaciach choroby Creutzfeldta-Jakoba. Zbudowane są z aktyny i białek z nią związanych. Lokalizują się głównie wewnątrz neuronów formacji hipokampalnej.

Memantyna – organiczny związek chemiczny, antagonista receptora NMDA, stosowany jako lek prokognitywny. Znajduje zastosowanie w leczeniu otępienia w przebiegu choroby Alzheimera. Gemtuzumab ozogamicyny — lek cytostatyczny, obecnie wycofany z rynku, stosowany dawniej w leczeniu ostrej białaczki szpikowej u pacjentów z dodatnimi wynikami badań w kierunku receptorów CD33, u których wystąpił nawrót choroby po wcześniejszym kursie leczenia oraz którzy nie kwalifikowali się do innych typów intensywnej chemioterapii. W dniu 18 października 2000 został oznaczony jako sierocy produkt leczniczy do leczenia ostrej białaczki szpikowej.

Białka receptorowe (receptory) – białka łączące się z określoną inną substancją (ligandem), taką jak np. neuroprzekaźnik albo hormon, i inicjujące kaskadę przewodzenia sygnału i reakcji komórki w odpowiedzi na ligand. W zasadzie ligand pasuje do receptora jak klucz do zamka, jednak jeden ligand może wiązać się z różnymi receptorami oraz jeden receptor może być pobudzany przez jeden lub więcej ligandów. Receptory mają ogromne znaczenie w biotechnologii i medycynie: badania nad nowymi lekami koncentrują się na znalezieniu substancji chemicznych blokujących lub pobudzających receptory. Ciałka wtrętowe (wtręty cytoplazmatyczne, ziarnistości) (inclusiones cytoplasmaticae) – skupiska różnych substancji występujących w cytoplazmie komórki. Mogą mieć charakter chorobotwórczy, przez odkładanie nierozpuszczalnych białek powodujących m.in. chorobę Alzheimera oraz schorzenia prionowe. Terminem tym określa się także substancje zapasowe bakterii w formie intruzji przede wszystkim takich substancji jak: kwas polibetahydroksymasłowy, polifosforany nieorganiczne czy też cząsteczki tłuszczów oraz polisacharydów. U bakterii siarkowych występują wtręty zawierające koloidalną zawiesinę siarki.

Neuroplastyczność (plastyczność mózgu) – zdolność tkanki nerwowej do tworzenia nowych połączeń mających na celu zreorganizowania się, adaptacji, zmienności, samonaprawy, uczenia się i pamięci. Jest to powszechna cecha neuronów, występująca na wszystkich piętrach układu nerwowego. Receptor C-C chemokin typu 5, CCR5 – białko kodowane u ludzi przez gen CCR5. CCR5 jest jednym z receptorów beta-chemokin, podobnym do receptorów sprzężonych z białkami G, i jak one będącym integralnym białkiem błonowym osadzonym w niej motywem siedmiu alfa helis.

Apraksja - upośledzenie precyzyjnych, celowych ruchów przy braku niedowładu, objawów móżdżkowych i zaburzeń czucia. Zaburzenia apraktyczne są często wynikiem udarów, guzów, spotyka się je również w chorobie Alzheimera.

Kwestionariusz TOMM (Test of Memory Malingering) – kwestionariusz badający symulowanie objawów zaburzeń pamięci. Służy do identyfikacji osób symulujących zaburzenia pamięci po urazach głowy (należących – obok bólu – do najczęściej symulowanych objawów somatycznych). Uzyskane wyniki porównuje się z wynikami badań przeprowadzonych w populacji kontrolnej z rzeczywistymi objawami zaburzeń pamięci (wynikami normatywnymi).

Dodano: 01.07.2010. 21:12