Z tego artykułu się dowiesz:
- W jaki sposób amyloidy mogą uczestniczyć w procesie utrwalania wspomnień?
- Jakie białko pełni kluczową rolę w tworzeniu funkcjonalnych amyloidów?
- Dlaczego nowe badania mogą zmienić dotychczasowe poglądy na temat zdrowia mózgu?
Mechanizm utrwalania i zanikania wspomnień jest tematem, który fascynuje naukowców od ponad wieku. Najnowsze badanie przeprowadzone przez zespół z Instytutu Stowers w Stanach Zjednoczonych udowadnia, że mózg potrafi świadomie tworzyć amyloidy, aby przekształcić doświadczenia sensoryczne w trwałe zapisy pamięciowe. Wyniki badania opublikowanego w „Proceedings of the National Academy of Sciences” to owoc ponad 20 lat pracy badawczej, która dostarcza pierwszych bezpośrednich dowodów na istnienie takiego procesu w układzie nerwowym. Oznacza to, że dotychczasowe poglądy na temat amyloidów oraz ich roli w zdrowiu mózgu wymagają weryfikacji.
Nowa rola amyloidów. Co udało się ustalić badaczom?
Amyloidy były przez lata łączone głównie z chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak choroba Alzheimera, Parkinsona lub Huntingtona. Tworzą one bardzo stabilne włókna białkowe, które niszczą komórki mózgowe i prowadzą do utraty pamięci. Badania zespołu pokazują jednak, że amyloidy mogą pełnić także inną funkcję. Okazuje się, że nie zawsze wykazują szkodliwe działanie, ale mogą również służyć jako narzędzia, których mózg używa do przechowywania informacji.
Czytaj więcej
Ludzie przychodzą do lekarza jak do mechanika. Mają oczekiwanie: „Napraw mnie” - mówi dr. hab. Sławomir Murawiec, psychiatra.
W jaki sposób naukowcy doszli do takich wniosków? Koncentrując się na białkach opiekuńczych („chaperonowych”) u muszki owocowej. Do tej pory przypisywano im głównie funkcję ochronną wobec innych białek, polegającą na zapobieganiu ich nieprawidłowemu fałdowaniu. Badanie wykazało jednak istnienie szczególnego typu chaperonu, który działa nieco inaczej – umożliwia zmianę kształtu białek i tworzenie funkcjonalnych amyloidów odpowiedzialnych za utrwalanie wspomnień. Nowy typ białka został nazwany Funes.
Nowe spojrzenie na choroby układu nerwowego
Przeprowadzone przez badaczy eksperymenty polegały na manipulowaniu poziomem wielu chaperonów w obszarach mózgu odpowiedzialnych za pamięć. Muszki uczono powiązania nieprzyjemnego zapachu z nagrodą w postaci cukru. Osobniki z wyższym poziomem Funes były w stanie zapamiętać to powiązanie nawet po 24 godzinach. Z kolei gdy naukowcy zmodyfikowali warianty Funes, tak aby nie uruchamiały tworzenia amyloidu, pamięć długotrwała nie powstawała. To pokazało, że Funes stanowi niezbędny element w procesie utrwalania wspomnień. Wstępne wyniki sugerują, że podobny mechanizm może występować także u kręgowców, a być może jest uniwersalny.
Amyloidy były przez lata łączone głównie z chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak choroba Alzheimera, Parkinsona lub Huntingtona
Początki badań nad funkcjonalnymi amyloidami sięgają 2003 roku, gdy zespół odkrył ich obecność u ślimaka morskiego. W kolejnych latach prace rozszerzono na organizmy o bardziej złożonym układzie nerwowym, takie jak muszki owocowe, myszy, a nawet na ludzi. Ostatecznie wykazano, że mechanizm oparty na amyloidach jest szeroko wykorzystywany w utrwalaniu pamięci.
Wyniki pracy zespołu otwierają nowe kierunki badań nad chorobami neurodegeneracyjnymi. - Odkrycie tego białka chaperonowego daje potencjalnie nową drogę podejścia do chorób związanych z amyloidami – powiedział Kausik Si, jeden z autorów badania. - Możliwe, że aktywując te chaperony, uda się ograniczyć toksyczność amyloidów. Możliwe jest także zwiększenie zdolności mózgu do tworzenia funkcjonalnych amyloidów, co mogłoby przeciwdziałać amyloidom wywołującym choroby - dodał.
