Geeni keelamine (hiirtel) suurendab intelligentsust

Teatud geeni kustutamine hiirtel avab salapärase ajupiirkonna, mida muidu peetakse suhteliselt paindumatuks, kinnitavad Emory ülikooli meditsiinikooli teadlased.

Puudega RGS14 geeniga hiirtel on labürintide sirvimine lihtsam ja keskmisest hiirtel tugevam mälu, mis viitab sellele, et RGS14 olemasolu piirab teatud tüüpi õppimist.

Kuna näib, et RGS14 hoiab hiiri vaimselt tagasi, ütleb Emory ülikooli meditsiinikooli farmakoloogia professor PhD John Hepler, et tema ja ta kolleegid on seda naljatades nimetanud “Homer Simpsoni geeniks”.

Geen RGS14 aktiveeritakse peamiselt hipokampuse ühes konkreetses osas - nimega CA2 - hästi uuritud ajupiirkonnas, mis on seotud uute ideede ühendamise ja uute mälestuste moodustamisega. CA2 piirkond jääb teaduslikult pekstud rajalt kõrvale ja pole selge, mis on selle funktsioonid, ütleb Hepler.

RGS14, mida leidub ka inimestel, avastati üle kümne aasta tagasi. Hepler ja tema kolleegid on varem näidanud teistes uuringutes, et RGS14 on peamine kontrollvalk, mis reguleerib molekule, mis osalevad erinevat tüüpi signaalide töötlemisel, mis on seotud õppimise ja mäluga.

RGS14 funktsioonide edasiseks uurimiseks iseloomustas kraadiõppur Sarah Emerson Lee hiiri, kelle RGS14 geenid olid geenide sihtimise tehnoloogia abil keelatud. Koos riikliku keskkonna- ja terviseteaduste instituudi doktorikraadi Serena Dudekiga jälgis ta, kuidas CA2 piirkond geeniga muudetud hiirtel reageeris elektrilisele stimulatsioonile.

Teised uuringud on näidanud, kuidas hipokampuse teised piirkonnad kasutavad pikaajalist potentseerimist - neuronite vaheliste seoste tugevdamise protsessi, mida saab pärast uue mälu moodustumist kultuurinõus tegelikult näha. CA2 piirkond erineb aga teistest piirkondadest selle poolest, et on vastupidav pikaajalisele potentseerumisele.

Teine erinevus CA2 piirkonnas on see, et neuronid on krampide või insuldi tõttu võimelised vigastusi üle elama kui hüpokampuse teiste piirkondade neuronid.

Teadlased avastasid üllatusega, et puudega RGS14 geeniga hiirtel oli CA2 piirkond nüüd võimeline pikaajaliseks tugevaks võimendamiseks. Teisisõnu, elektriliselt stimuleerituna lõid sealsed neuronid veelgi tugevamaid sidemeid.

Hiljem suutsid geenimuudatatud hiired varem puuridesse pandud objekte tavalistest hiirtest paremini ära tunda. Samuti oskasid nad veerägastikust varjatud evakuatsiooniplatvormile navigeerida, sest neile jäid visuaalsed vihjed paremini meelde.

"See uurimus tekitab suure küsimuse, miks meil või hiirtel oleks geen, mis muudab meid vähem nutikaks - Homer Simpsoni geen?" Hepler ütleb.

"Usun, et me ei näe tegelikult täielikku pilti. RGS14 võib olla ajuosa võtmeregulatsioonigeen, mis puudumise või puude korral lööb õppimise ja mälu jaoks olulised ajusignaalid tasakaalust välja. "

Puudega RGS14 omamine ei näi kahjustavat muutunud hiiri, kuid nende aju funktsioone võib olla muudetud viisil, mida teadlased pole veel tuvastanud. Lisaks sellele, et teatud tüüpi CA2 neuronid on krambihoogude suhtes resistentsed, lähevad skisofreenia korral kaduma ja teise CA2 piirkonnas sisse lülitatud geeni kadumine muudab sotsiaalset käitumist, märgib Hepler.

"See viitab sellele, et need hiired ei pruugi asju nii lihtsalt unustada kui teised hiired või võib-olla on neil muutunud sotsiaalne käitumine või tundlikkus krampide suhtes," ütleb ta. "Kuid mitte tingimata."

"Toruunistus on see, et ehk leiate mõne ühendi, mis pärsib RGS14 või lülitab selle välja," lisab ta. "Siis võiksite ehk tunnetust suurendada."

Emory juures olid kaastöötajad psühhiaatria- ja käitumisteaduste dotsent, doktor Kerry Ressler, doktor Yoland Smith, neuroloogia uurimisprofessor (mõlemad Yerkesi riiklikus primaatide uurimiskeskuses), doktor David Weinshenker, inimgeneetika dotsent ja Yue Feng, PhD, farmakoloogia dotsent, täiendavate panustega Birminghamis Alabama ülikooli neurobioloogia õppetooli doktor J. David Sweatt.

Tulemused avaldatakse veebisRahvusliku Teaduste Akadeemia toimetisedja uuringut toetasid riiklikud tervishoiuasutused.

Allikas: Emory ülikool