• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • DNA może przechowywać wspomnienia

    09.12.2008. 19:55
    opublikowane przez:

    Dzięki metylacji naszego DNA wspomnienia mogą trwać przez całe życie - wynika z badań, o których informuje "New Scientist".

    Aby przypomnieć sobie określone wydarzenie, poszczególne neurony w naszym mózgu muszą zadziałać w określonej sekwencji - wymaga to odpowiednich połączeń między wydzielającymi neuroprzekaźniki synapsami neuronów. Ponieważ białka budujące nasz organizm - w tym synapsy - ulegają wciąż rozpadowi, po czym powstają od nowa, naukowcy od dawna zastanawiali się, dlaczego pamiętamy zdarzenia sprzed wielu lat.

    Courtney Miller i David Sweatt z University of Alabama w Birmingham twierdzą, że wspomnienia mogą być zapisywane dzięki procesowi zwanemu metylacją DNA - dodawaniu do poszczególnych nukleotydów DNA grup metylowych. Wiele genów jest pokrytych grupami metylowymi - gdy komórka się dzieli, pozwala to określić jej tożsamość - że jest komórką na przykład nerki czy mięśnia. Zdaniem Miller i Sweatta w przypadku neuronów grupy metylowe pozwalają także kontrolować ekspresję poszczególnych białek, potrzebnych do zachowania synaps odpowiedzialnych za wspomnienia.

    Naukowcy zaczęli od badań nad świeżymi wspomnieniami. Zamknięte w klatkach myszy poddawane elektrowstrząsom zwykle przestraszone nieruchomieją, gdy znów trafią do klatki. Jednak po podaniu leku hamującego metylację przestawały się przejmować tym, co było i ufnie patrzyły w przyszłość. Z kolei u myszy którym nie podawano środka zapobiegającego metylacji, w ciągu godziny po wstrząsie elektrycznym dochodziło do energicznych reakcji metylacyjnych w okolicy hipokampa, najwyraźniej związanych z pamięcią krótkotrwałą.

    Miller i Sweatt powtórzyli eksperyment, tym razem obserwując bardziej powierzchowne części mózgu - jego korę. Okazało się, że w dzień po elektrowstrząsach grupy metylowe były usuwane z genu kalcyneuryny i wprowadzane do innego genu. Zdaniem badaczy chodziło o zapisanie wspomnień z pamięci krótkotrwałej do długotrwałej. PMW

    PAP - Nauka w Polsce

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Brainbow - metoda obrazowania neuronów wykorzystująca białka fluorescencyjne. Sekwencje genów tych białek są wprowadzane do neuronów metodami inżynierii genetycznej, po czym ulegają ekspresji w sposób losowy, co umożliwia odróżnienie poszczególnych neuronów w preparacie oglądanym pod mikroskopem konfokalnym. Pamięć ikoniczna – zaproponowana przez Ulricha Neissera (1967) nazwa na określenie wzrokowej pamięci sensorycznej opisanej w eksperymencie Sperlinga w 1960 roku. Jest to rodzaj pamięci wykorzystywanej do rozpoznawania bodźców wzrokowych prezentowanych przez bardzo krótki okres (np. rzędu 50 milisekund, górną granicę długości trwania bodźca szacuje się na 2 sekundy). Stanowi ona system pozwalający na przechowywanie informacji, nim zostaną one zakodowane w bardziej trwałej postaci (tj. w pamięci krótkotrwałej czy pamięci długotrwałej). Kontrola translacji białek – jeden z mechanizmów regulacji ekspresji genów, który odbywa się na poziomie syntezy białek po zakończeniu transkrypcji i obróbki post-transkrypcyjnej matrycowego RNA, przed obróbką post-translacyjną białek. Poziom białka w komórce zwykle nie koreluje z ilością odpowiadającego mu matrycowego transkryptu, co zwykle objawia się zwiększeniem (kontrola pozytywna) lub zmniejszeniem (kontrola negatywna) liczby kopii białka przypadających na jedną kopię mRNA. Przyczyną obserwowanego efektu zmiany wydajności syntezy białek jest wymieniona powyżej kontrola translacji, która obok innych mechanizmów regulacji ekspresji genów takich jak:
    a) metylacja wysp CpG promotorów genów,
    b) kondensacja chromatyny (zależna od acetylacji, metylacji, fosforylacji, rybozylacji i ubikwitynacji histonów),
    c) kontrola transkrypcji,
    d) kontrola dojrzewania RNA (składania transkryptu pierwotnego),
    e) modyfikacje post-transkrypcyjne sekwencji mRNA,
    f) kontrola transportu RNA z jądra do cytoplazmy,
    g) kontrola stabilności i aktywności białka (modyfikacje post-translacyjne tj. glikozylacja, fosforylacja, ubikwitynacja), decyduje o końcowej ilości białka w komórce.

    Pamięć sensoryczna, pamięć ultrakrótka, USTM (Ultra-Short Term Memory), rejestr sensoryczny, pamięć zmysłów - jeden z trzech podstawowych systemów pamięci człowieka obok pamięci krótkotrwałej i pamięci długotrwałej. Charakteryzuje się tym, że: Hipokamp (łac. hippocampus, dawna nazwa: Róg Amona Cornu Ammonis) – element układu limbicznego odpowiedzialny głównie za pamięć; nieduża struktura umieszczona w płacie skroniowym kory mózgowej kresomózgowia. Hipokamp odgrywa ważną rolę w przenoszeniu (konsolidacji) informacji z pamięci krótkotrwałej do pamięci długotrwałej oraz orientacji przestrzennej. Stwierdzono doświadczalnie, że uszkodzenie hipokampu w znacznym stopniu upośledza u zwierząt zdolności uczenia się. Człowiek i inne ssaki posiadają dwa hipokampy, po jednym na każdą połowę mózgu.

    Wyspy CpG – odcinki promotorów tzw. "housekeeping genes". Bogate w dinukleotydy CpG odcinki DNA z reguły nie podlegają metylacji (w odróżnieniu od większości genomowego DNA). Wyspy CpG stanowią idealny obiekt badań ewolucji organizmów; wyspy znajdujące się w chromosomie X myszy i człowieka przyczyniły się do szeregu odkryć związanych z rozwojem płci. Najnowsze badania dowodzą, że liczba nukleotydów przypadających na 1 skręt helisy DNA znajdującego się w obrębie wysp CpG jest mniejsza niż dla pozostałego DNA genomowego (10,4-10,5) i wynosi 10,2. Przyczyna tego jest jak dotąd nieznana. Pamięć autobiograficzna – pamięć odnosząca się do własnej przeszłości. Ma ona charakter deklaratywny, co oznacza że wspomnienia w niej zawarte zapisujemy w postaci konkretnych lub abstrakcyjnych informacji angażujacych język (kiedy opowiadam o tym, co mnie spotkało wczoraj w szkole właśnie wtedy korzystam z mojej pamięci autobiograficznej).

    Fałszywe wspomnienie – wspomnienie obecne w pamięci, obdarzone silnym subiektywnym przekonaniem, że jest wspomnieniem prawdziwego zdarzenia, które jednak faktycznie nie miało miejsca. Fałszywe wspomnienia obecne są u wszystkich zdrowych ludzi. Optogenetyka – technika stosowana w neurobiologii, polegająca na kontrolowaniu aktywności określonej grupy neuronów za pomocą światła. Wrażliwość neuronów na światło uzyskuje się przez wprowadzenie do nich sekwencji genu kodującego światłoczułe białko z rodziny opsyn, np. na nośniku wirusowym. Białko to wbudowywuje się w błonę komórkową komórki nerwowej i pod wpływem światła wywołuje jej pobudzenie lub zahamowanie.

    Pamięć deklaratywna – jeden z rodzajów pamięci długotrwałej, wyróżniany obok pamięci niedeklaratywnej. W literaturze przedmiotu obecne jest także pojęcie "pamięć jawna" lub "pamięć świadoma", jako synonim pamięci deklaratywnej. Dzieje się tak, ponieważ dane z pamięci deklaratywnej mogą być stosunkowo łatwo wydobyte i uświadomione w odróżnieniu od danych gromadzonych przez pamięć niedeklaratywną ("pamięć nieświadomą" lub "pamięć niejawną").

    Pamięć krótkotrwała (ang. short-term memory, STM) – Jej nazwa wywodzi się z klasycznej już magazynowej teorii pamięci, która dzieli system pamięci człowieka na trzy magazyny różniące się czasem przechowywania informacji (pamięć ultrakrótkotrwałą, krótkotrwałą oraz długotrwałą pamięć). Przechowuje niewielkie ilości informacji przez krótki okres (bez dokonywania powtórek wewnętrznych czas ten szacuje się na kilka do kilkunastu sekund).

    Imprinting genomowy, rodzicielskie piętno genomowe, naznaczenie genetyczne − polega na różnym stopniu metylacji genów w komórkach jajowych i komórkach plemnikowych. Gen jest metylowany na allelu pochodzącym od jednego z rodziców. Nakładanie imprintingu zachodzi w czasie gametogenezy. Wtedy jest znoszony wzór metylacji odziedziczony po rodzicach i nakładany nowy, zależny od płci. Do zmetylowango nukleotydu nie mogą się przyczepić czynniki transkrypcyjne, co powoduje wyciszenie genu. Pojęcie pamięci kolektywnej zostało stworzone przez francuskiego socjologa i filozofa Maurycego Halbwachsa. Określa ono pamięć dziedziczoną lub tworzoną przez określoną grupę ludzi, która posiada wspólny rodowód (ród, naród, ludzkość) i zmierza ku podobnym celom. W odróżnieniu do pamięci indywidualnej, która jest jedynie zapisem doświadczeń pojedynczego człowieka, pamięć kolektywna nie ogranicza się do subiektywnego rejestrowania świata, lecz jest syntezą przeżyć wielu istnień. Dzięki temu istnieje fundament służący łatwiejszej komunikacji w kolektywie a także ułatwia ona niezmiernie poznawanie i rozpoznanie innego członka danej grupy.

    Kwas 3-hydroksy-3-metylomasłowy – organiczny związek chemiczny, krótkołańcuchowy hydroksykwas, który powstaje w organizmie z leucyny. Stosowany jest w suplementach dla sportowców, zwłaszcza kulturystów. Hydroksymetylomaślan należy do grupy tzw. zaawansowanych produktów proteolizy. Powstaje w efekcie katabolizmu białek – szczególnie jednego z aminokwasów rozgałęzionych – leucyny. W zasadzie wszystkie produkty zaawansowanej proteolizy posiadają zdolność hamowania aktywności enzymów katabolicznych, z tym że HMB jest z nich najskuteczniejszy. Jak się przypuszcza, może to być związane z faktem, iż hydroksymetylomaślan dostarcza grup metylowych do metylacji ubikwityny – procesu dezaktywacji najsilniejszego enzymu katabolicznego. Pamięć semantyczna – rodzaj pamięci służący do łączenia w grupy informacji o podobnym charakterze. Przypuszczalnie powstała na drodze ewolucji pamięć semantyczna – skojarzeniowa. Działa ona prawdopodobnie w ten sposób, że w mózgu tworzone są zbiory informacji o podobnym charakterze, opatrzone pewnymi etykietami. W zamierzchłych czasach etykiety te niekoniecznie były wyrazami, lecz wraz z upowszechnieniem się języka mówionego słowa szybko nadały się do roli kluczy w pamięci semantycznej. Tak więc pamięć ta w dużej mierze powiązana jest z językiem oraz procesem kojarzenia różnych faktów. Nie ma w niej żadnych reguł co do tego, jak grupowane są poszczególne informacje i ulega ona ciągłemu procesowi nauki.

    Dodano: 09.12.2008. 19:55  


    Najnowsze