As proteínas estáveis no cérebro oferecem indícios à memória a longo prazo e aprendizagem nos ratos

No espaço minúsculo do cérebro onde duas pilhas de nervo se encontram, os sinais químicos e elétricos shuttle para a frente e para trás, um sistema de mensagens que decline e flua naqueles espaços synaptic, às vezes nas maneiras que os cientistas acreditam o auxílio e induzem na aprendizagem e na memória. Mas porque a maioria das proteínas encontradas naquelas sinapses morrem e se renovam tão ràpida, os cientistas tiveram uma dificuldade fixar para baixo como as sinapses são estáveis bastante explicar o tipo da aprendizagem e da memória que dura uma vida.

Agora, os neurocientistas de Johns Hopkins relatam o sucesso em usar estudos em grande escala das proteínas e da análise química da alto-tecnologia para descobrir 164 proteínas dentro das sinapses nos ratos que superam proteínas vizinhas em semanas e meses. Estas proteínas estáveis, dizem, podem ser peça da maquinaria molecular que governa a memória a longo prazo e a aprendizagem; e também a perda de memória; em todos os mamíferos, incluindo seres humanos. Um sumário de suas experiências é publicado a semana do 2 de abril nas continuações da Academia Nacional das Ciências.

“Nós soubemos que a estrutura total das sinapses tende a ser muito estável, durando pelo menos um ano nos cérebros dos ratos,” dizemos Richard Huganir, Ph.D., professor e director do Solomon H. Snyder Departamento da neurociência e director do Discovery Institute da neurociência de Kavli na Faculdade de Medicina da Universidade Johns Hopkins.

Sua equipe igualmente soube de proteínas duradouros tais como o crystallin, que compo a lente do olho, e o colagénio, encontrou no tecido conjuntivo. As proteínas dentro dos poros nucleares, o transporte escavam um túnel dentro e fora de um núcleo de pilha, e os histones, um tipo do “carretel” ventos desse ADN ao redor, igualmente são muito estáveis.

“Assim, nós raciocinamos, deve haver proteínas naquelas sinapses que são duradouros, também, e nós acreditamos que nós as encontramos muito.”

Para fazer assim, Huganir e seus colegas focalizaram no os ratos do Grupo dos Oito produzidos no laboratório e alimentados com comida que conteve um projétil luminoso molecular capaz de glom nos animais as proteínas.

O projétil luminoso era um composto orgânico chamado um ácido aminado, os blocos de apartamentos de proteínas. Mas estes ácidos aminados contiveram os nêutrons extra, que fariam a proteína “mais pesada” quando analisados por um espectrómetro em massa, um dispositivo que medisse a massa e a carga das moléculas.

Os ratos comeram o alimento com ácidos aminados “pesados” por sete semanas. Durante este período, as proteínas duradouros tenderam a incorporar o projétil luminoso pesado em uma taxa mais lenta do que umas proteínas mais breves.

Então os ratos receberam outros sete semanas do alimento que conteve os ácidos aminados da “luz” que faltam o protão extra. O retorno duradouro das proteínas menos pendura freqüentemente, e assim sobre ao projétil luminoso pesado.

Os cientistas analisaram então o tecido de cérebro de dois dos ratos após as primeiras sete semanas e de dois mais ratos após outras sete semanas. Igualmente puseram quatro dos ratos em gaiolas maiores com câmaras de ar, grânulos e outros objetos para estimular sua actividade de cérebro e analisaram o tecido de cérebro de dois deles após cada período de sete-semana.

Usando um espectrómetro em massa, os cientistas gravaram a relação de pesado aos ácidos aminados normais em 2.272 proteínas situadas dentro das sinapses. As proteínas duradouros retiveram mais do que a metade dos ácidos aminados pesados durante o primeiro período de sete-semana.

A maioria das proteínas eram breves, durando um dia ou dois, dizem Huganir. Mas, os cientistas encontraram 164 proteínas que duraram muito mais por muito tempo; até diversos semanas ou meses. Alguns são calculados duram por anos.

Trabalhando com Akhilesh Pandey, M.D., Ph.D., no instituto de Johns Hopkins McKusick/Nathans da medicina genética, a equipa de investigação em seguida isolou e identificou as proteínas duradouros. Um delas pertence ao caminho da sinalização de RAS, e outro é ligado com o andaime celular.

Huganir e sua equipe estão continuando a estudar 50 das proteínas as mais duradouros entre o grupo, algumas de que são calculados duram por anos. Como estas proteínas “velhas” pode acumular dano ao longo do tempo, diz que sua equipe igualmente estará procurando todas as conexões entre as proteínas e a diminuição cognitiva relativa à idade humana.

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