Kunne dette protein indeholde nøglen til hukommelsen?
Forskere har identificeret et protein, der spiller en afgørende rolle i, om vi opbevarer eller kasserer minder. I fremtiden kan vi muligvis bruge denne viden til at udvikle bedre stoffer til hukommelsestab, siger de.
Spørgsmålet om hukommelsestab motiverer forskere til at prøve og bedre forstå hjernens funktion, hvordan minder konsolideres, og hvordan og hvorfor vi mister dem.
Da vi er i stand til at beholde vores minder, gør det os i stand til at bevare en følelse af selvstændighed og orientering i verden, og det er en topprioritet i neurovidenskaben at forstå, hvordan man forhindrer kronisk hukommelsestab.
For nylig undersøgte et team af forskere fra University of Toronto Mississauga i Ontario, Canada - i samarbejde med kolleger fra USA og Storbritannien - rollen som et bestemt protein i dannelsen af minder.
Seniorforsker Iva Zovkic og hendes team gennemførte deres undersøgelse på mus med fokus specifikt på et protein ved navn H2A.Z. Denne type protein kaldes en histon, og den binder sig til DNA og hjælper den med at holde sin struktur inde i cellerne.
Deres resultater blev offentliggjort i tidsskriftet Cellerapporter.
H2A.Z og hukommelsesdannelse
Zovkic og team arbejdede med både unge og ældre mus for at forstå, hvordan H2A.Z-proteinet var involveret i hukommelsesdannelse og undertrykkelse.
Som en del af deres eksperiment placerede forskerne musene i en ny kasse for at tvinge dem til at blive fortrolige med et mærkeligt miljø. Derefter blev dyrene udsat for en negativ stimulus, mens de var i kassen, for at kunne teste, hvordan proteinet fungerede i sammenhæng med hukommelsesdannelse.
På denne måde dannede musene en sammenhæng mellem det nye miljø og den dårlige oplevelse, de var blevet udsat for. Anden gang forskerne placerede dem i kassen, nægtede de nu forsigtige mus at bevæge sig rundt og udforske, som de normalt ville have gjort.
En halv time efter at musene var blevet udsat for den negative stimulus, vurderede Zovkic og kolleger dyrenes hjerner for eventuelle ændringer i, hvordan H2A.Z bundet til DNA.
De afslørede, at frygtstræning hos unge mus var forbundet med en "overvældende" reduktion af H2A.Z- og DNA-bindinger på 3.048 steder på de gener, som proteinerne normalt binder til, samt en stigning i bindinger kun 25 steder.
Det samme var tilfældet for de ældre mus, der oplevede en reduktion i obligationer på 2.901 steder og en stigning på kun 9 steder i kølvandet på frygtuddannelse.
Dette, forklarer forskerne, betyder, at bortkastelse af H2A.Z (færre bindinger mellem proteinet og DNA) er forbundet med hukommelsesdannelse, så musene kan huske deres negative oplevelse.
”Vi har tusindvis af oplevelser hver dag, men vi husker kun ting, der på en eller anden måde er vigtige for os,” bemærker Zovkic.
"Dette eksperiment," fortsætter hun, "brugte en meget ligetil læringsoplevelse for at illustrere, at H2A.Z tilsyneladende tjener til at undertrykke hukommelsen, og fjernelsen af dette protein ser ud til at [...] tillade, at der dannes langvarige minder."
Et nyt terapeutisk mål?
Forskerne observerede også, at niveauerne af H2A.Z var afhængige af dyrenes alder. Således blev proteinet fundet på højere niveauer i de ældede muses hippocampi, som er en region i hjernen, der er stærkt forbundet med hukommelsesdannelse.
Baseret på disse observationer udledte Zovkic og hendes team, at jo højere niveauerne af H2A.Z, jo mere sandsynligt er det, at hukommelsesdannelse og retention forhindres. Derfor, hvis fremskridt i alder korrelerer med flere H2A.Z-obligationer, kan det forklare aldersrelateret hukommelsestab.
“At identificere H2A.Z som et unikt protein, der er involveret i hukommelsen og øges med aldring, kan være en stor ting at skabe genetiske eller farmaceutiske terapier til aldersrelateret kognitiv tilbagegang og demens. H2A.Z er et relativt specifikt terapeutisk mål. ”
Iva Zovkic
Det næste skridt herfra, siger forskerne, vil være at teste deres teori på meget gamle mus. Hvis deres ideer bekræftes af yderligere undersøgelser, planlægger forskerne at gå videre og undersøge virkningen af H2A.Z hos mennesker, hvis kroppe også producerer dette protein.
Zovkic og holdets ultimative håb er, at deres forskning i sidste ende vil føre til bedre terapier for at forebygge og bekæmpe aldersrelateret hukommelsestab.
"Vi forsøger altid at finde molekylære baser til hukommelse, og det er et skridt i en positiv retning at opdage, hvordan gener relateret til hukommelse tændes og slukkes," konkluderer Zovkic.
