Protein formující paměť  
Základní roli při vzniku dlouho trvající paměti hraje protein, který se nazývá CBP. Toto zjištění by mělo pomoci dětem u nichž se vyskytují vývojové poruchy spojené s oslabením paměti a debilitou.

Výzkumníci z The Scripps Research Institute a z University of California ze San Diega zjistili, že když je funkce normálního proteinu CBP u dospělých hlodavců potlačena, zvířata mají problémy s formováním dlouho trvající paměti. Řečeno jinými slovy, protein CBP je potřeba k uchovávání vzpomínek a  defekty tohoto proteinu mohou být příčinou dědičných poruch paměti. Jeden takový proteinový defekt, se již vědcům podařilo u zvířat napravit podáním látky, která obnovila funkci poškozeného proteinu CBP.

Spojitost mezi molekulou CBP a mizernou pamětí není jen výsadou zvířat ale platí i pro člověka. U lidí se jedná o poruchu nazývanou podle  objevitelů: Rubinstein-Taybiho syndrom. Je pro něj charakteristický zpožděný růst, mentální zaostalost a anatomické abnormality.

U  dětí postižených Rubinstein-Tabiho syndromem se vyskytuje mutace v jejich genu pro CBP protein.

Proteinová paměť

Delší dobu je známo, že když se laboratorním zvířatům podají látky nazývané inhibitory syntézy proteinů (po jejichž podání dochází k zástavě tvorby proteinů v mozku), má to za následek ztrátu dlouhodobé paměti. Podle toho se začalo usuzovat, že paměť vyžaduje syntézu nových proteinů. Tento fakt byl postupně potvrzován na několika odlišných živočišných druzích a ukazuje se, že platí od myši až po banánové mušky.

Mnoho výzkumných týmů se snažilo najít „kámen mudrců“ - gen pro protein, který by stabilizoval paměť. Slibným poznatkem bylo až zjištění, že CREB funguje jako transkripční faktor, protein, který spolupracuje s DNA a který řídí zapínání genu, který má na starosti tvorbu nového proteinu. Mutace v CREB zabraňuje aktivaci příslušných genů a zvířata s tímto defektním CREB proteinem mají problém se zafixováním svých poznatků.
S uvedeným zjištěním jakoby se otevřela Pandořina skříňka. Ihned vyvstala otázka, zda CREB je jediným proteinem, který rozhoduje o formování paměti. Ukázalo se, že není a že společně s naším známým CREB proteinem, má vliv na paměť i protein, který byl označen CBP. Oba proteiny zajišťují podobnou úlohu, účastní se přepisu genu a podílí se na jeho spuštění.
Protein CBP je ve vědecké hantýrce hanlivě přirovnáván k molekulárnímu obchodníkovi s galanterií, který obsluhuje své zákazníky proteiny a navěšuje na ně chemikálie. Přesněji vyjádřeno - CBP připojuje acetylové skupiny  k dalším proteinům a tento acetylovaný doplněk moduluje chování genů v buňce.
Jeden z proteinů, který CBP v neuronech acetyluje je histon. Histony jsou krátké cylindrické proteiny, které v jádře buněk spolupracují s deoxyribonukleovou kyselinou (DNA).Histony zase bývají někdy s nadsázkou nazývány „módními tanečníky“ ve světě  molekul. Musí na sebe stále něco navlékat a mají tendenci se otáčet. Tím, jak se histony otáčejí, stáčí i vlákna DNA, které na sebe navlékly. Výsledný kompaktní smotek známe pod jménem chromatin. Tento shluk stočených vláken DNA a proteinů je již patrný i v mikroskopu. Poskládané shluky DNA a histonů se nazývají chromosomy. Toto uspořádání  umožňuje uchovávat DNA (informace) v obzvlášť zhuštěné formě, zabírající minimum místa. Ale nejen to. Toto uspořádání je natolik flexibilní, že když  se nějaký gen z takové hromady zkroucených a na sebe nalepených vláken hodlá uvést v činnost, jako například při námi sledovaném uchování vzpomínky a formování dlouho trvající paměti, chromatin se otevře, DNA se rozmotá a odpoutá se od histonů. Obnažený gen se „probouzí“ a  začíná vykonávat svojí práci. V tomto procesu uvádění v činnost klidových genů hraje svojí roli protein CBP. Acetyluje aminokyseliny jako je lyzin, který se na histonech vyskytuje. Takový „acetylovaný“ histon ztratí na „lepivosti“, a odpadne od DNA. A jak jsme si před chvilkou naznačili takový „DNA naháč“ je již schopen své geny spustit a uvést v činnost.

Ztráta a znovunabytí schopnosti si pamatovat

Na Kalifornské univerzitě uskutečnili experiment, při kterém znovu „zapnuli“ do té doby defektní formu proteinu CBP. Pokus probíhal na nemocí trpících pokusných  hlodavcích, kteří měli tento protein defektní. Problém zvířat spočíval v jejich neschopnosti acetylovat histony, což bránilo tomu, aby se jejich DNA od nich oprostila. To, že se nemohla „svléknout“ samozřejmě  zabránilo spuštění příslušného genu a syntéze proteinu a bez jeho tvorby se u těchto zvířat tudíž nekonala ani dlouhodobá paměť.
Když výzkumníci  zvířatům „bez paměti“ podali látku, která se používá při léčbě leukémie -   Trichostatin A (což je ve skutečnosti je histon deacetylázový inhibitor, který umí dát acetylovou skupinu na histony)  ztracená  paměť se zvířatům do značné míry vrátila. Tento pokus ukázal, jak je ve skutečnosti  přestavba chromatinu  důležitá a že na ní závisí i takové věci jako je schopnost se učit a pamatovat si. Kromě toho tento pokus dal naději některým mentálně zaostalým. Těm, jejichž problémy jsou způsobeny Rubinstein-Tabiho syndromem.

Rubinstein-Tabiho syndrom se vyznačuje  oslabením paměti a vede k  debilitě. Pokusy dávají šanci, že poruchu, způsobenou nesprávnou funkcí proteinu CBP půjde léčit.

Někdy jsou s tímto syndromem spojené i další vývojové poruchy, které také zřejmě budou souviset se špatným "zapínáním" příslušného genu. Tyto ale napravením funkce CBP léčit nepůjdou.


Závěr
Odhalení proteinu, který je odpovědný za uchování paměti a k tomu zjištění, že naše vzpomínky závisí na neposednosti a správném "mrskání" naší deoxyribonukleové kyseliny v jádře našich buněk, má možná ještě větší význam, než samotná léčba několika málo jedinců rozumu mdlého. Dopady budou možná větší, než jsme v tuto chvíli schopni domyslet.
Datum: 30.06.2004
Tisk článku

Kosmická paměť - Král Miloslav
 
 
cena původní: 298 Kč
cena: 265 Kč
Kosmická paměť
Král Miloslav

Diskuze:

abc

tom,2004-07-27 08:57:35

osel.cz

Odpovědět

oops - studie nepodpořilY

Pavel Brož,2004-07-01 19:21:43

omlouvám se - a bude toho asi v tom textu více :-(((

Odpovědět

Největší záhada ohledně dlouhodobé paměti

Pavel Brož,2004-07-01 19:20:00

je ta, kde se ta dlouhodobá paměť vlastně nachází. S tím samozřejmě souvisí úzce i mechanismy, jakým se ukládá. V dnešní době jsou už v lidském mozku celkem dobře zmapována místa, jejichž poškozením dojde k narušení krátkodobé nebo střednědobé paměti, event. ve kterých dojde k poruše v předávání informací z krátkodobé do střednědobé nebo ze střednědobé do dlouhodobé paměti. Dodnes se ale stále ještě neví nic určitého o tom, kde by se ta dlouhodobá paměť měla vlastně nacházet a jak by se tam měla ukládat. Na toto téma už padlo mnoho hypotéz, z nichž jedna např. předpokládala, že se dlouhodobá paměť ukládá přímo do DNA mozkových buněk - dokonce byla udělána studie, v nichž byla mozková DNA dobrovolníků vážena před a po několikaměsíčním intenzivním učení, která prý měla dokládat zvětšení váhy té DNA. Jenže další studie tuto už pokud vím nepodpořili, a tak stejně jako mnoho jiných hypotéz i tato nakonec zašla na úbytě.
Velice zajímavé je to, že existují poruchy paměti, kdy si člověk není už schopen do dlouhodobé paměti nic zapsat, přitom ale vybavování zážitků starších než trauma, které utrpěl, mu nečiní nejmenší potíže. Také je zajímavé to, že při operacích mnoha mozkových nádorů se kolikrát vyoperují celkem značné části i zdravé mozkové tkáně (pokud jde o nádory, které v operačním poli nejde opticky odlišit od zdravé tkáně - i takové se vyskytují), přičemž neexistují žádné jednoznačné indicie svědčící o tom, že spolu s tou kterou tkání zmizela člověku i paměť na to či ono (což o to, nemohl by na to nejspíše přijít ten postižený člověk sám, protože když o něčem nevíte, tak těžko přijdete na to, že byste to měli vědět, přišlo by na to ale určitě jeho blízké okolí). Na základě toho se pak činí jisté předpoklady, že dlouhodobá paměť je v mozku výrazně delokalizovaná. Používá se příměr holografie - když totiž u hologramu, na základě něhož je rekonstruována, ulomíte třeba celou půlku (nebo klidně i 90% z něj), tak z toho zbytku stále zrekonstruujete prakticky tentýž obraz (akorát v kvalitě nepřímo úměrné velikosti zbylého fragmentu hologramu). Tento příměr má své opodstatnění i z pohledu neuronových sítí, kdy jednou naučená neuronová síť plní velice dobře své úkoly i poté, co se radikálně proklestí (protože informace uložené v ní procesem jejího učení jsou rozprostřeny na mnoha neuronových vahách celé sítě, nejsou nikde lokalizovány).
Každopádně rozlousknutí problému dlouhodobé paměti bude zcela určitě obrovským šlágrem, bude to představovat obrovský znalostní kopanec, který posune jak neurovědy, tak kognitivní vědy obecně někam úplně jinam (představuji si, že to bude obdobná revoluce, jako nyní prožívají moderní biotechnologie).

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace