Paměť je vlastně jen šílenost pod kontrolou  
Vzpomínky v mozku udržují proteiny podobné těm, které jsou infekční a příčinou smrtelných chorob, jakými jsou nemoc šílených krav, kuru, či Creutzfeldt-Jakobova choroba. Jsou dílem prionů.

 

Priony jsou malé infekční proteiny. Neobsahují DNA ani RNA, přesto se dokážou v organismu množit, jsou infekční a způsobují smrtelná neurodegenerativní onemocnění. Kromě případů způsobených konzumací nemocných zvířat (BSE u skotu), mohou priony znenadání začít růst i v normální, zdravé mozkové tkáni. (Kredit: Stanford Univ.)
Priony jsou malé infekční proteiny. Neobsahují DNA ani RNA, přesto se dokážou v organismu množit, jsou infekční a způsobují smrtelná neurodegenerativní onemocnění. Kromě případů způsobených konzumací nemocných zvířat (BSE u skotu), mohou priony znenadání začít růst i v normální, zdravé mozkové tkáni. (Kredit: Stanford Univ.)

Trvalost paměti je problém, který našemu poznání úspěšně vzdoruje. Přestože naše zážitky jsou dočasné a většina událostí se stane jen jednou, v mozku nám přivodí změny s následkem trvalé vzpomínky. Tak jako mnoho jiných nad tím dumal i mladíček Kausik Si. Doktorand ze Stowers Institute for Medical Research v Missouri. Dal se dohromady s Erikem Kandelem, nobelistou z New Yorku a v Kansasu dali dohromady partu devíti lidí. Začali řešit otázku, jak by asi příroda mohla stabilní stav paměti zajistit, když má k dispozici jen nestabilní biologický materiál?  Vyšlo jim, že facku, případně i to co jsme se učili ve škole, bychom si nejlépe pamatovali pomocí změněn, které by svými molekulami zprostředkovali proteiny s vlastnostmi prionů.

 



Proč zrovna ty?

Protože oplývají schopností zaujímat dva různé stavy a jeden z nich je trvalého charakteru. Umožňuje to prostorová struktura jejich molekuly. Právě ta se u každého nového proteinu, objevivšího se v daném místě, dokáže sama obnovit. A dokonce k tomu není potřeba bůhví co. Stačí k tomu se jiné molekuly jen dotknout.

 

Eric R. Kandel, americký psycholog rakouského původu se svou manželkou před 59 lety.
Eric R. Kandel, americký psycholog rakouského původu se svou manželkou před 59 lety.

A jak se později ukázalo, takový protein se jim podařilo najít. Bylo to u mlže. Ušili tím ale na sebe bič, protože se jich všichni začali ptát: Jedná se ale o obecnější jev vztahující se i na živočichy stojící na vývojovém žebříčku nad tvory vodními? A co obratlovci? Je protein zodpovědný i za lidskou paměť? A jak se vytvořená paměťová stopa obnovuje? 


O nabývání různých forem těchto proteinů toho díky studiu nemocí, jakou svého času byla BSE (šílené krávy), víme poměrně dost. Jakmile prionový protein jednou zaujme změněnou podobu, vnucuje ji všem dalším strukturam s nimiž se dostane do kontaktu. U stavu chorobných je taková agresivita naškodu a vede k šíření infekce. Při obnově proteinu v místech, kudy prochází paměťová stopa, může být schopnost donutit náhradu „myslet si totéž“, doslova požehnáním. Tato představa záhy přestala být jen teoretický mudrováním. Chování jednoho proteinu z rodiny CPEB proteinů (reguluje mRNA translaci), předpoklad utužování paměťové stopy potvrdilo. 

Nobelista Eric R. Kandel. Oceněn byl za objevy při přenosu signálů v nervové soustavě. Díky němu víme, že fosforylace iontových kanálů a exprese nových proteinů  je spojena s vytvářením  dlouhodobých paměťových stop. Jeho neuro-tým mladých výzkumníků krok za krokem odhaluje tajemství naší paměti.
Nobelista Eric R. Kandel.
Oceněn byl za objevy při přenosu signálů v nervové soustavě. Díky němu víme, že fosforylace iontových kanálů a exprese nových proteinů  je spojena s vytvářením  dlouhodobých paměťových stop. Jeho neuro-tým mladých výzkumníků krok za krokem odhaluje tajemství naší paměti.

Siův tým pracoval se Zejem  (Aplysia), což je mořský mlž a je to pořádný macek, dorůstá délky okolo 38 cm. Z jeho rosolovitého těla trčí jen 4 tykadla. Ulitu má, ale jen jako průsvitnou plochou destičku. Při ohrožení se chová jako chobotnice, vypouští fialovou tekutinu. Miláčkem neurologů je zvláště středozemní Aplysia depilans. Po stránce nervové soustavy to je primitiv, ale úplně hloupý není. Dá se trénovat. Dotyk spojený se šokem si pamatuje až měsíc. Jednoduché naučené chování je u něj navozeno stimulací sady senzorických a motorických nervů serotoninem. Si  se svým týmem, ve snaze přijít zapomínání na kloub, zkoumal chování prionového proteinu v místě synapse. Zajímal se o reakce ve chvílích, kdy je v nervovém spoji vyloučen serotonin. Podařilo se zjistit, že protein CPEB si charakteristiku prionu podržuje i v místě jeho přirozeného výskytu – v senzorických neuronech. V přítomnosti serotoninu (nervového přenašeče) se přepíná do stavu prionu a ochotně se spojuje se svými „kolegy“ s nimiž se setká. A to je ona změna k trvalejšímu propojení nervových buněk.

Kausik Si ( pátý z leva), Kandelův spolupracovník. Se svým kolektivem z Stowers Institute for Medical Research, Kansas City přispěl ke zlepšení reputace prionů. Navzdory jejich  špatné pověsti prokázal i jejich lepší stránku.
Kausik Si ( pátý z leva), Kandelův spolupracovník. Se svým kolektivem z Stowers Institute for Medical Research, Kansas City přispěl ke zlepšení reputace prionů. Navzdory jejich špatné pověsti prokázal i jejich lepší stránku.


Další pokusy s protilátkou namířenou proti CPEB proteinu, jeho shlukování zabránilo. Tím se naše poznatky posunuly až na samý základ změny krátkodobého nervového spoje na ten dlouhodobý. Nejspíš i na samotnou podstatu procesu učení se a uchování paměti na úrovni buňky. Jenže tu je malý problém. Mlži tu jsou už nějakých 500 milionů let a od společného předka jsme každý vyvíjelijinak klikatými cestičkami. Jistou šanci zobecnění poznatku, že by to i se zapamatováváním těch našich každodenních šoků mohlo fungovat podobně, vyplynulo ze zjištění, že obratlovci také mají obdobu CPEB proteinu a že u myší například poškození prionového proteinu vede ke zvýšení vnímavosti k bolesti. Ostatně, na tom není zase tak nic překvapivého. Priony jsou v přírodě, kam se jen podíváš. Vyskytují se dokonce i u velmi primitivních organismů jako jsou kvasinky. Za zvrhávání se prionového proteinu v prion vděčíme i takovým procesům, jako je prokvášení vín na vysoký obsah alkoholu.

Zej obrovský (Aplysia depilans). Mutant měkkýše s poničeným genem proteinu CPEB zapomíná – jeden z důkazů, že dlouhodobá paměť se bez prionů neobejde. (D.L. Geiser, Sea Slug Forum)
Zej obrovský (Aplysia depilans). Mutant měkkýše s poničeným genem proteinu CPEB zapomíná – jeden z důkazů, že dlouhodobá paměť se bez prionů neobejde. (D.L. Geiser, Sea Slug Forum)


Vraťme se ale od toho, co nám klíče schovává, k tomu, co nám s takovými věcmi, jako je malá násobilka, pomáhá. Dnes už víme, že prionový protein CPEB, který má toho s pamětí hodně společného, je evolučně vysoce konzervovanou molekulou. V mozkových neuronech ho má nejen mořský mlž, sladkovodní žába, ale i suchozemská myš, banánová muška i my - člověk.  


Paměťové stopy jsou ukládány pomocí prionovým proteinům podobným molekulám. Vědci je nazvali CPEB. V mozku udržují synapse (spodní část obrazu).  Když CPEB priony inaktivujeme, synapse se hroutí a paměť slábne (viz stejný neuron v horní část obrázku). Kredit: Lab. David Sulzer, CUMC
Paměťové stopy jsou ukládány pomocí prionovým proteinům podobným molekulám. Vědci je nazvali CPEB. V mozku udržují synapse (spodní část obrazu).  Když CPEB priony inaktivujeme, synapse se hroutí a paměť slábne (viz stejný neuron v horní část obrázku). Kredit: Lab. David Sulzer, CUMC

 

Tým výzkumníků z laboratoře Erica Kandela na Columbia University Medical Center (CUMC), nyní přidal další cihličku do stavby prionové teorie dlouhodobé paměti.  Nejen, že podali důkaz, že mořský tvor a hlodavec mají prion CPEB, ale že u obou druhů na nich závisí jejich paměť - ta dlouhodobá.



Miliony let měly priony na starosti takové věci, jako si zapamatovat, kde v kterou roční dobu se dá sehnat něco na zub. S ledničkou a Google jim dáváme najevo, že se bez nich už slušně obejdeme. Možná i proto si našly novou náplň a místo vylepšování paměti nás jejich systém o rozum připravuje. Dělá z nás nesvépravné častěji, než je záhodno. Nedávno se priony v mozku hromadně šmodrchaly krávám i těm, co si z nich dali tatarák. I dnes platí, že stačí v nemocnici dostat krev od nemocného dárce a za čas si nevzpomeneme ani jak se jmenujeme. Své může vykonat i zavedení elektrody do mozku a styk nervové tkáně s kovem, nevhodná mutace,... a dopadneme stejně, jako lidojedi, pro něž konzumace zemřelých byla krajovou specialitou. Creutzfeldt-Jakobova choroba (obdoba nemoci kuru), stejně jako další degenerativní onemocnění mozku s chmurnou prionovou prognózou, potkají nejednoho z nás. Bylo by dobré, kdyby Kandelovi žáci v připravovaných pokusech se zapomětlivým plžem a učenlivými myškami našli způsob, jak starce zbavit demence a teenagery problémů s kvantem přístupových hesel.

 


 


Pramen: Columbia University Medical Center (CUMC) http://newsroom.cumc.columbia.edu/blog/2015/07/02/long-term-memories-and-prions/

Autor: Josef Pazdera
Datum: 03.07.2015
Tisk článku

Šokující pravda o potravinách - Pollmer Udo
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 238 Kč
cena: 164 Kč
Šokující pravda o potravinách
Pollmer Udo
Související články:

Vědci oprášili zavrženou teorii o vzniku BSE     Autor: Josef Pazdera (26.10.2007)
Priony lze přenést tukovou tkání     Autor: Josef Pazdera (09.12.2008)
Zemřel Carleton Gajdusek (1923-2008)     Autor: Jaroslav Petr (25.01.2009)
Vznik prionových chorob genovou mutací potvrzen     Autor: Josef Pazdera (10.09.2009)
Imunizace zvyšuje náchylnost k onemocnění prionovou chorobou     Autor: Josef Pazdera (01.10.2009)
Nová forma prionové choroby poškozuje cévy     Autor: Josef Pazdera (10.03.2010)
V mozku vznikají priony spontánně, hlásí z Jupiteru     Autor: Josef Pazdera (28.07.2010)
Nová prionová choroba se jmenuje VPSPr     Autor: Josef Pazdera (16.08.2010)



Diskuze:

To už je starší teorie, není?

Pavel Brož,2015-07-04 00:48:16

Nějak se mi zdálo, že o tomto jsem na oslu už kdysi četl, rychlým zadáním "site:osel.cz paměť prion" jsem našel podobný článek z ledna 2004:

http://www.osel.cz/528-priony-zakladem-pameti.html

Jestli tomu dobře rozumím, tak změna je v tom, že těch pokusů udělali více plus nově ty na myších, a že na nich pokračuje Kandelův žák? Ta teorie jako taková zní celkem rozumně, po pravdě řečeno je to jedna z mála kloudných teorií dlouhodobé paměti, a pakliže-li bude definitivně potvrzena, Nobelovky se kolem toho sesypou, o tom žádná.

Odpovědět


Re: To už je starší teorie, není?

,2015-07-05 10:29:28

Ano, teorie to není nová, ale dokazování že je správná, není jednoduché. To, že je platná u vícero druhů, geneticky tak vzdálených, je jistě záslužný počin. Stejně jako poznatek, že paměťová stopa z prionů není takříkajíc jednou „natrvalo“ ale že se obnovuje - trvá, pokud priony jsou v místě synapsí aktivní. Ta aktivita prionů „infekčnost“ - „neinfekčnost“, něco jako jejich "trvale udržitelný rozvoj", je hodně perspektivní. Zvláště pro nás s gradující senilitou.

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