Le proteine stabili nel cervello offrono le bugne alla memoria a lungo termine e l'apprendimento in mouse

Nello spazio minuscolo del cervello in cui due cellule nervose si incontrano, i segnali chimici ed elettrici si muovono avanti e indietro a volte, un sistema di messaggistica che rifluisce ed entra in quegli spazi sinaptici, nei modi che gli scienziati ritengono l'aiuto ed incoraggiano l'apprendimento e la memoria. Ma perché la maggior parte delle proteine trovate in quelle sinapsi muoiono così rapido e si rinnovano, gli scienziati hanno avuti una difficoltà che si bloccano come le sinapsi sono abbastanza stabili spiegare il genere di apprendimento e di memoria che dura una vita.

Ora, i neuroscenziati di Johns Hopkins riferiscono il successo nel usando gli studi su grande scala sulle proteine e sull'analisi chimica alta tecnologia per scoprire 164 proteine all'interno delle sinapsi in mouse che superano le proteine vicine entro le settimane ed i mesi. Queste proteine stabili, dicono, possono fa parte del macchinario molecolare che governa la memoria a lungo termine e l'apprendimento; così come perdita di memoria; in tutti i mammiferi, compreso gli esseri umani. Un riassunto dei loro esperimenti è pubblicato la settimana del 2 aprile negli atti dell'Accademia nazionale delle scienze.

“Abbiamo saputo che la struttura globale delle sinapsi tende ad essere molto stabile, durando almeno un anno nei cervelli dei ratti,„ diciamo Richard Huganir, Ph.D., professore e Direttore del Solomon H. Snyder Department della neuroscienza e Direttore del Discovery Institute della neuroscienza di Kavli alla scuola di medicina di Johns Hopkins University.

Il suo gruppo egualmente ha saputo delle proteine durature quale il crystallin, che compone la lente dell'occhio ed il collageno, ha trovato in tessuto connettivo. Le proteine all'interno dei pori nucleari, il trasporto scava una galleria dentro e fuori di un nucleo delle cellule e gli istoni, un genere “di bobina„ venti di quel DNA intorno, egualmente sono molto stabili.

“Così, abbiamo ragionato, ci devono essere proteine in quelle sinapsi che sono durature, anche e crediamo che le abbiamo trovate molto.„

Per agire in tal modo, Huganir ed i suoi colleghi messi a fuoco sull'mouse di gruppo degli otto sono cresciuto in laboratorio ed hanno alimentato con cibo che ha contenuto un elemento tracciante molecolare capace di glom sugli animali le proteine.

L'elemento tracciante era un composto organico chiamato un amminoacido, le particelle elementari delle proteine. Ma questi amminoacidi hanno contenuto i neutroni extra, che avrebbero reso la proteina “più pesante„ una volta analizzati da uno spettrometro di massa, un'unità che misura la massa e la tassa delle molecole.

I mouse hanno mangiato l'alimento con gli amminoacidi “pesanti„ per sette settimane. Durante questo periodo, le proteine durature hanno teso ad incorporare l'elemento tracciante pesante ad una tariffa più lenta che le proteine più di breve durata.

Poi i mouse hanno ricevuto un altro sette settimane di alimento che hanno contenuto gli amminoacidi “dell'indicatore luminoso„ che mancano del protone extra. Il volume d'affari longevo delle proteine di meno frequentemente ed appende così sopra all'elemento tracciante pesante.

Gli scienziati poi hanno analizzato il tessuto cerebrale da due dei mouse dopo le prime sette settimane e di due nuovi mouse dopo altre sette settimane. Egualmente hanno messo quattro dei mouse nelle più grandi gabbie con i tubi, le perle ed altri oggetti per stimolare la loro attività di cervello ed hanno analizzato il tessuto cerebrale da due di loro dopo ogni periodo di sette settimane.

Facendo uso di uno spettrometro di massa, gli scienziati hanno registrato il rapporto di pesante agli amminoacidi normali su 2.272 proteine situate all'interno delle sinapsi. Le proteine longeve hanno conservato più della metà degli amminoacidi pesanti durante il primo periodo di sette settimane.

La maggior parte delle proteine erano di breve durata, durando un giorno o due, dicono Huganir. Ma, gli scienziati hanno trovato 164 proteine che sono durato molto più lungamente; fino a parecchi settimane o mesi. Alcuni sono stimati per durare per anni.

Lavorando con Akhilesh Pandey, M.D., Ph.D., all'istituto di Johns Hopkins McKusick/Nathans di medicina genetica, il gruppo di ricerca dopo ha isolato ed identificato le proteine durature. Una di loro appartiene alla via di segnalazione di RAS ed altre sono collegate con l'armatura cellulare.

Huganir ed il suo gruppo stanno continuando a studiare 50 delle proteine più longeve fra il gruppo, alcuno di cui è stimato per durare per anni. Come queste “vecchie„ proteine può accumulare col passare del tempo il danno, dice che il suo gruppo egualmente cercherà tutte le connessioni fra le proteine ed il declino conoscitivo relativo all'età umano.

Sorgente: https://www.hopkinsmedicine.org/news/media/releases/in_mice_long_lasting_brain_proteins_offer_clues_to_how_memories_last_a_lifetime