Geny, které mají vliv na zapamatování, zapomnení a ucení

Podle studie publikované v casopise Cell, biologové z University of Utah zjistili, ze nekteré geny a proteiny, které podporují rust a vývoj embryí, také pomáhají prenáset chemické signály, které pomáhají jednotlivcum ucit se, zapomínat, mozná dokonce stát se závislým.
Starsí autor studie, biologie profesor Andres Villu Maricq rekl:

"Zjistili jsme, ze tyto molekuly a signální dráhy [nazvané Wnt] neodstupují po vývoji organismu, ale mají novou a prekvapivou roli u dospelých. Jsou zpetne zavoláni ke zmene vlastností nervového systému v reakci na Zkusenosti."

Vedci provedli studii v roce 2006 C. elegans - miligrama dlouhá nebo cervená nematoda. C. elegans jsou siroce pouzívány ve výzkumu jako modelového organismu pro obratlovce, vcetne lidí.
Vzhledem k tomu, ze studie jiz ukázaly, ze jiné cesty Wnt v cervích fungují také u lidí, vedci spekulují, ze Wnt geny, Wnt proteiny, které vytvárejí, a tzv. "Wnt signaling", hrají také roli v lidské pameti, ucení a zapomínání.
Maricq vysvetlil:

"Témer to, co jsme objevili, se deje také v nasem mozku." Lidský nikotinový receptor, který se podílí na závislostech, schizofrenii a nekterých dalsích dusevních poruchách, je podobný "receptoru" cervovového nervového signálu a podle Maricq nekteré z genu identifikovaných ve studii "predstavují mozné nové cíle pro lécbu schizofrenie a mozná závislost."

Behem vývoje embrya jsou geny Wnt a jejich bílkoviny známy jako "vzor vývoje a distribuce orgánu v tele." Navíc, kdyz jsou mutovány, jsou odpovedné za vývojové vady a ruzné typy rakoviny.

Nadace ucení a pameti

Synapsy jsou spojení mezi neurony (nervové bunky), které umoznují prenos elektrických nebo chemických signálu do jiné bunky. Ucení a pamet hrají roli v tom, jak synapse jsou produkovány, zniceny, posíleny nebo oslabeny. Receptory (bílkoviny) se prenásejí na synapse nebo je z nich odstranují, aby bylo pripojení silnejsí nebo slabsí.
Vedci identifikovali "signalizacní cestu Wnt" - sérii genu a bílkovin, které produkují -, které regulují prenosovou sílu nervového signálu z jednoho neuronu na druhý. To umoznuje "plasticitu" synapse - zivotne dulezitou soucást ucení, zapamatování a zapomínání.
Maricq vysvetlil:

"Dospelý nervový systém není stagnující tkán, ale spíse dynamický a plastický, se silnými synapsy - specializovanými spojeními neuronu a neuronu - se zmenou zkuseností, ucení a pameti. Není to pevná vec, jako kdyz jste deláte srdce, jste hotovi. "

Podle organizace Maricq se organismus ucí a pamatuje, kdy receptory posilují spojení; kdyz jsou receptory odstraneny a oslabení spojení, organismus zapomene.
Synapsy jsou posíleny nebo oslabeny, kdyz jeden neuron prenásí nervový signál a uvolnuje chemickou látku známou jako neurotransmiter na jiný neuron. Tento neurotransmiter prochází spojením spojujícím tyto dva bunky a pripevnuje se k receptorum na povrchu druhého neuronu.
Maricq rekl:

"Muzete si myslet na receptory jako zesilovace, jako sluchadla.
Objem prijatého nervového signálu závisí na poctu receptoru, které jsou ulozeny v zásobním zásobníku tesne pod povrchem nervových bunek.
Signalizace Wnt, identifikovaná v nové studii, informuje depozit, ze do synapsy pridá dalsí receptory - nebo ne. "

Maricq zduraznuje, ze chemický signál Wnt ve studii byl acetylcholin a je odlisný od skutecného nervového signálu prenáseného neurotransmiterní chemikálií.
Maricq rekl:

"Signál Wnt je sekundární signál, který ovládá hlasitost
signál neurotransmiteru. "

Rízení hlasitosti signálu nervu - cervy poskytují prehled

Tým identifikoval "signalizacní cestu" oslabením ruzných genu v cervi. Objevili, ze jeden neuron prenásí receptor nervového signálu nazvaný acetylcholin (ACR-16) na jiný neuron, který ho naucí zvýsit pocet receptoru na svém povrchu, címz se zvýsí síla nervových signálu mezi neurony.
Výzkumníci zjistili, ze kdyz oslabují gen, který produkuje protein receptoru ACR-16, nebylo dostatek receptoru, takze nervové signály byly naruseny a cervy "mely nekoordinovaný pohyb", ríká Maricq. "Byli semoparalyzovaní."
Tým objevil variace dalsích genu, které také zpusobily oslabené receptory ACR-16 a narusily pohyb cervu. Zjistili, ze tyto geny patrí do "signální dráhy Wnt", která na povrchu bunek umístí dostatecné mnozství receptoru, aby prijímaly signály.
Krome genu ACR-16 byly v této ceste vytvoreny proteiny nazvané CWN-2 - coz je protein Wnt - LIN-17, CAM-1 a DSH-1. Jak cesta rídí sílu príchozích nervových signálu:

• 1. CWN-2 je uvolnován neuronem a pripevnuje se na receptorový protein na bunce, která prijímá signál. CWN-2 je nedávno objevená kombinace proteinu LIN-17 a CAM-1.


• 2. Protein LIN-17 / CAM-1 prenásí signál na bílkovinu nazývanou rozcuchaná (DSH-1).


• 3. "DSH-1 nejak posílá signál rízení hlasitosti, který vysílá více ACR-16 receptoru z deponu uvnitr druhého neuronu na povrch bunky, címz se zvysuje objem prijatého nervového signálu," rekl Maricq.

Tým oznacil receptory ACR-16 za pouzití zeleného bílého medu, aby byl viden pod mikroskopem.Výzkumníci byli schopni videt zelené znacené receptory shromázdit pod povrchy nervových bunek, spíse nez se pohybovat na povrchu, kdyz nekterý z genu v Wnt signalizacní dráhy byly mutant.

Vedci také zaznamenali v synapsech elektrické proudy a zjistili, ze je mensí, kdyz byly mutovány nekteré z genu v signalizacní dráze Wnt. Podle týmu tento nález vysvetluje, proc byly mutantní cervy cástecne paralyzovány.
Alfa-7 nikotinový acetylcholinový receptor je lidská a jiná vertebratecká verze receptoru ACR-16. Oba receptory mají podobnou funkci a strukturu u zvírat od cervu az po mysi a u lidí.
Maricq vysvetlil:

"Receptor alfa-7 je dulezitý pri schizofrenii a radu ruzných dusevních poruch a muze mít roli v závislosti, ale nerozumíme tomu, jak je regulován."

V soucasné dobe existuje mnoho psychiatrických léku, které mení sílu synapse. Výsledky studie naznacují, ze by mely být provedeny dalsí studie, aby bylo mozné urcit, zda stejné Wnt signalizacní geny v cervích také kontrolují hladiny alfa-7 receptoru na lidských mozkových bunkách. Pokud se jedná o tento prípad, mohou být vyvinuty nové léky zamerené na tyto geny jako zpusob lécby dusevních poruch, vcetne závislosti.
Maricq rekl:

"Závislost je jako ucení na primitivní úrovni. Závislost znamená, ze nekde ve vasem mozku jsou synapsy prílis silné, takze chcete víc."

Napsal Grace Rattue