Dezactivarea unei gene (la șoareci) mărește inteligența

Ștergerea unei anumite gene la șoareci deblochează o zonă misterioasă a creierului care, altfel, este considerată relativ inflexibilă, potrivit oamenilor de știință de la Școala de Medicină a Universității Emory.

Șoarecii cu o genă RGS14 cu dizabilități au un timp mai ușor de navigat prin labirinturi și o memorie mai puternică decât șoarecii medii, sugerând că prezența RGS14 limitează unele tipuri de învățare.

Deoarece RGS14 pare să țină șoarecii înapoi mental, dr. John Hepler, profesor de farmacologie la Școala de Medicină a Universității Emory, spune că el și colegii săi au numit-o în glumă „gena Homer Simpson”.

Gena RGS14 este activată în primul rând într-o anumită parte - numită CA2 - a hipocampului, o zonă bine cercetată a creierului implicată în contopirea ideilor noi și formarea de noi amintiri. Cu toate acestea, regiunea CA2 se află pe calea bătută științific și nu este clar care sunt funcțiile sale, spune Hepler.

RGS14, care se găsește și la oameni, a fost descoperit în urmă cu peste un deceniu. Hepler și colegii săi au arătat anterior în alte studii că RGS14 este o proteină cheie de control care reglează moleculele implicate în procesarea diferitelor tipuri de semnale care sunt asociate cu învățarea și memoria.

Pentru a investiga în continuare funcțiile RGS14, studentul absolvent Sarah Emerson Lee a caracterizat șoarecii ale căror gene RGS14 au fost dezactivate prin tehnologia de direcționare genetică. Împreună cu Serena Dudek, dr., De la Institutul Național de Științe ale Sănătății Mediului, ea a observat modul în care regiunea CA2 la șoarecii modificați de genă a răspuns la stimularea electrică.

Alte studii au arătat cum alte regiuni ale hipocampului folosesc potențarea pe termen lung, un proces de consolidare a conexiunilor dintre neuroni, care poate fi de fapt asistat într-un vas de cultură după formarea de memorie nouă. Cu toate acestea, regiunea CA2 este diferită de alte regiuni prin faptul că este rezistentă la potențarea pe termen lung.

O altă diferență în regiunea CA2 este că neuronii sunt mai capabili să supraviețuiască leziunilor prin convulsii sau accident vascular cerebral decât neuronii din alte zone ale hipocampului.

Cercetătorii au fost surprinși să descopere că, la șoarecii cu o genă RGS14 cu dizabilități, regiunea CA2 era acum capabilă de potențare „robustă” pe termen lung. Cu alte cuvinte, atunci când sunt stimulați electric, neuronii de acolo au făcut conexiuni și mai puternice.

Mai târziu, șoarecii modificați de genă au reușit să recunoască obiectele plasate anterior în cuștile lor mai bine decât șoarecii normali. De asemenea, au fost mai pricepuți să navigheze printr-un labirint de apă până la o platformă de evacuare ascunsă, deoarece și-au amintit mai bine indicii vizuale.

„O mare întrebare pe care o ridică această cercetare este de ce am avea noi sau șoarecii o genă care ne face mai puțin inteligenți - o genă Homer Simpson?” Spune Hepler.

„Cred că nu vedem întreaga imagine. RGS14 poate fi o genă de control cheie într-o parte a creierului care, atunci când lipsește sau este dezactivată, bate semnalele creierului importante pentru învățare și memorie dezechilibrată. ”

Având un RGS14 dezactivat nu pare să rănească șoarecii modificați, dar funcțiile creierului lor ar fi putut fi modificate într-un mod pe care cercetătorii nu l-au identificat încă. Pe lângă faptul că sunt rezistenți la leziuni prin convulsii, anumite tipuri de neuroni CA2 se pierd în schizofrenie, iar pierderea unei alte gene activată în principal în regiunea CA2 modifică comportamentele sociale, notează Hepler.

„Acest lucru sugerează că acești șoareci nu pot uita lucrurile la fel de ușor ca alți șoareci sau poate că au modificat comportamentul social sau sensibilitatea la convulsii”, spune el. „Dar nu neapărat”.

„Visul țevii este că poate ați putea găsi un compus care inhibă RGS14 sau îl oprește”, adaugă el. „Atunci, poate, ai putea îmbunătăți cunoașterea.”

La Emory, colaboratorii au inclus Kerry Ressler, MD, dr., Profesor asociat de psihiatrie și științe comportamentale, Yoland Smith, dr., Profesor de cercetare în neurologie (ambele la Centrul Național de Cercetare pentru Primate Yerkes), David Weinshenker, dr., Profesor asociat de genetică umană și Yue Feng, dr., Profesor asociat de farmacologie, cu contribuții suplimentare de la J. David Sweatt, dr., Catedra de neurobiologie la Universitatea din Alabama, Birmingham.

Rezultatele sunt publicate online înLucrările Academiei Naționale de Științe, iar cercetarea a fost susținută de Institutele Naționale de Sănătate.

Sursa: Universitatea Emory