Új eredmény a hosszú távú memória kialakulásáról

Új molekuláris útvonalat fedeztek fel a Harvard Egyetemen, amely a hosszú távú memória keletkezésében fontos. A kutatás végső soron az emlékezetvesztéssel járó betegségek kezelésében nyithat új utakat.

A kutatók a muslicában (Drosophila melanogaster) vizsgálták a hosszú távú memória kialakulását, és találták meg azt a molekuláris rendszert, mely az RNS-ek szabályozásán keresztül játszik szerepet a folyamatban. Ehhez hasonló szabályozási folyamatot az emlősöknél is kimutattak már.

A tanulás és az emlékezés nem csak az ember, de a muslica életében is nagyon fontos szerepet játszik. Ezek a képességek teszik lehetővé, illetve segítik az élőlények környezethez való sikeres alkalmazkodását. Már a muslica is megtanulja, hogy mitől kell félnie a természetben, vagy éppen kísérletes körülmények közé kerülve, a laboratóriumban. Nézzünk erre egy példát: ha egy semleges ingert, például egy illatot egy kellemetlen jelenség követ (mondjuk egy enyhe áramütés), akkor egy idő után az állat megtanulja, hogy a kettő között összefüggés van, és már az illat hatására is menekülni fog a kellemetlen áramütés elől, még mielőtt az bekövetkezett volna. A Harvard Egyetem kutatói ennek a klasszikus tanulási tesztnek a segítségével vizsgálták az új molekuláris útvonal működését.

Eddig is ismert volt, hogy a hosszú távú memória kialakulása új fehérjék képződésével jár együtt, melyek az idegsejtek közötti kapcsolódási pontokban, azaz a szinapszisokban okoznak maradandó változásokat. Ez mind a gerincesek, mind a gerinctelenek memóriájára igaz. Az új fehérjék képződését számos sejten belüli változás követi. Számos, a fehérjeképződés szabályozásában részt vevő molekulát ismerünk már, de a fehérjék képződésének mintázata, illetve az emlékek kialakulása és tárolása közötti pontos összefüggést eddig nem tárták föl részleteiben.

A harvardi kutatóknak elsőként sikerült megfigyelniük egy fehérje keletkezését az idegsejtek szinapszisában akkor, amikor az állat éppen tanult. A hosszú távú memória kialakulása során mRNS-ek (a genetikai információt hordozó molekulák) szállítódnak a szinapszisokba, és ott gyorsan fehérjévé íródnak át. Az egyik ilyen fehérje, melyről már korábban bebizonyosodott, hogy fontos szerepet játszik a szinapszisok plaszticitásában és a memória kialakulásában, az ún. CaMKII (kalcium-kalmodulin-függő kináz II). A harvardi kutatók kimutatták, hogy a CaMKII-t kódoló RNS rendelkezik egy olyan régióval (3'-UTR régióban mikroRNS-kötőhelyekkel), mely önmagában elegendő ahhoz, hogy az RNS a szinapszisba szállítódjon, és ott átíródjon fehérjévé. Ez mind a muslica, mind pedig az emlősök hasonló fehérjéjére érvényes.

A vizsgálatok során kimutatták, hogy egy bizonyos fehérje (az RNS-interferencia működésében központi RISC-útvonal egyik komponense, az ún. Armitage-fehérje) fontos szerepet játszik az új fehérjék képződésének szabályozásában. Ez a fehérje az új emlékek kialakulása közben folyamatosan eltűnik bizonyos szinapszisokból, méghozzá az adott memóriára jellemző módon és mértékben. Lebomlásával egyidejűleg a CaMKII-t kódoló RNS valószínűleg felszabadul a gátlás (RNS-interferencia) alól, és végeredményben ennek a következménye lesz az RNS átíródása fehérjévé. (Az Armitage-nak hasonló szerepe van más fehérjék szabályozásában is, például az Oscar nevű fehérjét kódoló RNS átíródását is gátolja a muslica petesejtfejlődésének egy bizonyos szakaszában.)

E szabályozási útvonal módosításával Kunes és munkatársai képesek voltak beavatkozni a muslica memóriájába. A már korábban leírt klasszikus tanulási teszt segítségével kimutatták, hogy a hosszú távú memóriát jelentős mértékben lehet befolyásolni az útvonal aktivitásának változtatásával. Azok a muslicák, melyekben az útvonal valamelyik komponense nem működött, nem rendelkeztek hosszú távú memóriával. Ez a teszt során azt eredményezte, hogy egy óra alatt teljesen elfelejtették, hogy a szagot áramütés követi, és a szag hatására egyáltalán nem változott meg a viselkedésük. Azok a muslicák, akiknél az útvonal működése érintetlen volt, egy napig vagy akár még hosszabb ideig is emlékeztek arra, hogy a szagot áramütés követi.

A kutatók úgy gondolják, hogy ez a szabályozási folyamat evolúciós szinten igen konzervált, azaz jelentős hasonlóság lehet a különböző fajok memóriájának kialakulásában. Az új eredmények a jövőben hozzájárulhatnak újfajta gyógyszerek, memóriafokozók kifejlesztéséhez.

Bodrogi Lilla