Gēna atspējošana (pelēm) palielina inteliģenci

Izdzēšot noteiktu gēnu pelēm, tiek atvērta noslēpumaina smadzeņu zona, kas citādi tiek uzskatīta par samērā neelastīgu, norāda Emorijas Universitātes Medicīnas skolas zinātnieki.

Pelēm ar invalīdu RGS14 gēnu ir vieglāk pārvietoties pa labirintiem un ir spēcīgāka atmiņa nekā vidējām pelēm, kas liecina, ka RGS14 klātbūtne ierobežo dažus mācīšanās veidus.

Tā kā šķiet, ka RGS14 garīgi attur peles, doktors Džons Heplers, doktorants, Emorijas Universitātes Medicīnas skolas farmakoloģijas profesors, saka, ka viņš un viņa kolēģi jokojot to sauc par “Homēra Simpsona gēnu”.

Gēns RGS14 galvenokārt tiek aktivizēts vienā konkrētā hipokampa daļā - CA2 - labi izpētītā smadzeņu zonā, kas iesaistīta jaunu ideju apvienošanā un jaunu atmiņu veidošanā. CA2 reģions tomēr zinātniski atpaliek no uzvarētā ceļa, un nav skaidrs, kādas ir tā funkcijas, saka Heplers.

RGS14, kas ir sastopams arī cilvēkiem, tika atklāts pirms vairāk nekā desmit gadiem. Heplers un viņa kolēģi agrāk citos pētījumos ir parādījuši, ka RGS14 ir galvenais kontroles proteīns, kas regulē molekulas, kas iesaistītas dažāda veida signālu apstrādē, kas saistīti ar mācīšanos un atmiņu.

Lai turpinātu izpētīt RGS14 funkcijas, maģistrante Sāra Emersone Lī raksturoja peles, kuru RGS14 gēni tika atspējoti, izmantojot gēnu mērķēšanas tehnoloģiju. Kopā ar Serēnu Dudeku, PhD, no Nacionālās vides veselības zinātņu institūta, viņa novēroja, kā CA2 reģions gēnu izmainītajās pelēs reaģēja uz elektrisko stimulāciju.

Citi pētījumi parādīja, kā citi hipokampa reģioni izmanto ilgstošu potencēšanu - savienojumu stiprināšanas procesu starp neironiem, ko faktiski var redzēt kultūras traukā pēc jaunas atmiņas veidošanās. CA2 reģions tomēr atšķiras no citiem reģioniem, jo ​​ir izturīgs pret ilgstošu potencēšanu.

Vēl viena atšķirība CA2 reģionā ir tāda, ka neironi ir labāk spējīgi izdzīvot traumas ar krampjiem vai insultu nekā neironi citos hipokampa apgabalos.

Pētnieki bija pārsteigti, atklājot, ka pelēm ar invalīdu RGS14 gēnu CA2 reģions tagad ir spējīgs “spēcīgi” ilgtermiņā pastiprināties. Citiem vārdiem sakot, elektriski stimulējot, tur esošie neironi izveidoja vēl spēcīgākus savienojumus.

Vēlāk gēnu izmainītās peles varēja labāk atpazīt objektus, kas iepriekš ievietoti viņu būros, nekā parastās peles. Viņi arī bija prasmīgāki pārvietoties pa ūdens labirintu uz slēptu evakuācijas platformu, jo labāk atcerējās vizuālās norādes.

"Šis pētījums rada lielu jautājumu, kāpēc mums vai pelēm būtu gēns, kas padara mūs mazāk gudrus - Homēra Simpsona gēns?" Heplers saka.

"Es uzskatu, ka patiesībā mēs neredzam pilnu attēlu. RGS14 var būt galvenais smadzeņu daļas kontroles gēns, kas, pazudis vai atspējots, izsit no smadzenēm svarīgus, mācībai un atmiņai svarīgus signālus. ”

RGS14 ar invaliditāti, šķiet, nekaitē mainītajām pelēm, taču to smadzeņu funkcijas, iespējams, ir mainītas tādā veidā, kādu pētnieki vēl nav identificējuši. Papildus tam, ka šizofrēnijas gadījumā ir izturīgi pret krampju izraisītiem ievainojumiem, dažu veidu CA2 neironi tiek zaudēti, un cita gēna zudums, kas galvenokārt tiek ieslēgts CA2 reģionā, maina sociālo uzvedību, atzīmē Heplers.

"Tas liek domāt, ka šīs peles nevar aizmirst lietas tikpat viegli kā citas peles, vai varbūt tās ir mainījušas sociālo uzvedību vai jutīgumu pret krampjiem," viņš saka. "Bet ne vienmēr."

"Sapnis ir tāds, ka varbūt jūs varētu atrast savienojumu, kas kavē vai izslēdz RGS14," viņš piebilst. "Tad, iespējams, jūs varētu uzlabot izziņu."

Uzņēmumā Emory līdzstrādnieki bija Kerijs Resslers, MD, PhD, psihiatrijas un uzvedības zinātņu asociētais profesors, Yoland Smith, PhD, neiroloģijas pētniecības profesors (abi Yerkes National Primate Research Center), David Weinshenker, PhD, cilvēka ģenētikas asociētais profesors un Yue Feng, PhD, farmakoloģijas asociētais profesors, ar papildu ieguldījumu no doktora J. David Sweatt, neirobioloģijas katedras vadītāja Alabamas universitātē, Birmingemā.

Rezultāti tiek publicēti tiešsaistēNacionālās Zinātņu akadēmijas raksti, un pētījumu atbalstīja Nacionālie veselības institūti.

Avots: Emorija universitāte