Ученые из Флоридского кампуса The Scripps Research Institute (TSRI) определили уникальный ген-супрессор памяти в клетках головного мозга Дрозофилы, обыкновенной дрозофилы, широко признанной замены для человеческих исследований памяти.Исследование, которое было во главе с Роном Дэвисом, председателем Отдела TSRI Нейробиологии, было опубликовано 14 апреля 2016 в журнале Neuron.
Дэвис и его коллеги показали приблизительно 3 500 генов Дрозофилы и определили несколько дюжин новых генов-супрессоров памяти, что мозг должен помочь отфильтровать информацию и сохранить только важные части. Один из этих генов-супрессоров, в частности, привлек их внимание.«Когда мы вывели из строя этот ген, у мух была лучшая память – почти двойная лучшая память», сказал Дэвис. «То, что этот ген активен в том же самом пути как несколько познавательных усилителей, в настоящее время используемых для лечения болезни Альцгеймера, предполагает, что могла быть потенциально новая терапевтическая цель».Когда ученые отключили этот ген, известный как DmSLC22A, память мух о запахах (наиболее широко изученная форма памяти в этой модели) была увеличена – в то время как сверхвыражение гена запретило ту же самую функцию памяти.
«Процессы памяти и гены, которые делают мозговые белки требуемыми для памяти, эволюционно сохранены между млекопитающими и дрозофилами», сказал Научный сотрудник Зе Лю, co-first автор исследования. «У большинства человеческих познавательных вызывающих болезнь генов есть те же самые функциональные генетические копии у мух».Рассматриваемый ген принадлежит семье «плазменных мембранных транспортеров», которые производят белки, которые перемещают молекулы, большие и маленькие, через клеточные стенки.
В случае DmSLC22A новое исследование указывает, что ген делает белок вовлеченным в движущиеся молекулы нейромедиатора от синаптического пространства между нейронами назад в нейроны. Когда DmSLC22A обычно функционирует, белок удаляет ацетилхолин нейромедиатора из синапса, помогая закончить синаптический сигнал.
Когда белок отсутствует, больше ацетилхолина сохраняется в синапсе, делая синаптический сигнал более сильным и более постоянным, приводя к расширенной памяти.«DmSLC22A служит узким местом в формировании памяти», сказал Научный сотрудник Юнчэо Гай, другой co-first автор исследования. «Рассматривая то, что плазменные транспортеры – идеальные фармакологические цели, наркотики, которые запрещают этот белок, могут обеспечить практический способ увеличить память в людях с беспорядками памяти».Следующий шаг, Дэвис добавил, должен развивать экран для ингибиторов этого пути, который, независимо или совместно с другим лечением, может предложить более эффективный способ иметь дело с проблемами потери памяти из-за болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний.
«Одна из основных причин работы с мухой первоначально состоит в том, чтобы определить мозговые белки, которые могут быть подходящими целями развития познавательных усилителей в людях», сказал Дэвис. «Иначе мы предположили бы в темноте, относительно какого больше чем из 23 000 человеческих белков могли бы быть соответствующие цели».В дополнение к Дэвису, Гаю и Лю, Айзек Сервантес-Сандовал TSRI был автором исследования, «Дрозофила Транспортер SLC22A является Геном-супрессором Памяти который Влияния Холинергическая Передача нервного импульса к Грибным Телам».