Zakázání genu (u myší) zvyšuje inteligenci

Odstranění určitého genu u myší odemkne záhadnou oblast mozku, která je jinak považována za relativně nepružnou, tvrdí vědci z Emory University School of Medicine.

Myši s postiženým genem RGS14 mají snazší procházení bludišti a silnější paměť než průměrné myši, což naznačuje, že přítomnost RGS14 omezuje některé typy učení.

Protože se zdá, že RGS14 mentálně drží myši zpět, John Hepler, PhD, profesor farmakologie na Emory University School of Medicine, říká, že on a jeho kolegové jej vtipně nazývali „gen Homera Simpsona“.

Gen RGS14 je primárně aktivován v jedné konkrétní části - pojmenované CA2 - hipokampu, což je dobře prozkoumaná oblast mozku zapojená do spojování nových myšlenek a formování nových vzpomínek. Region CA2 však leží vědecky mimo vyšlapané cesty a není jasné, jaké jsou jeho funkce, říká Hepler.

RGS14, který se také vyskytuje u lidí, byl objeven před více než deseti lety. Hepler a jeho kolegové dříve v jiných studiích prokázali, že RGS14 je klíčový kontrolní protein, který reguluje molekuly zapojené do zpracování různých typů signálů, které jsou spojeny s učením a pamětí.

Pro další zkoumání funkcí RGS14 charakterizovala postgraduální studentka Sarah Emerson Lee myši, jejichž geny RGS14 byly deaktivovány pomocí technologie genového cílení. Spolu s Serenou Dudek, PhD, z Národního ústavu environmentálních zdravotnických věd, sledovala, jak oblast CA2 u myší se změnou genu reagovala na elektrickou stimulaci.

Další studie ukázaly, jak jiné oblasti hipokampu využívají dlouhodobou potenciaci, což je proces posilování spojení mezi neurony, kterého lze ve formační kultuře skutečně dosáhnout po vytvoření nové paměti. Oblast CA2 se však liší od ostatních oblastí v tom, že je odolná vůči dlouhodobému potenciaci.

Dalším rozdílem v oblasti CA2 je, že neurony jsou schopnější přežít zranění záchvaty nebo cévní mozkovou příhodou než neurony v jiných oblastech hipokampu.

Vědci byli překvapeni, když zjistili, že u myší s postiženým genem RGS14 byla oblast CA2 nyní schopná „robustní“ dlouhodobé potenciace. Jinými slovy, tam, kde byly elektricky stimulovány, neurony vytvářely ještě silnější spojení.

Později byly myši s pozměněnými geny schopny rozpoznat objekty dříve umístěné v jejich klecích lépe než normální myši. Byli také zručnější v navigaci vodním bludištěm na skrytou únikovou plošinu, protože si lépe pamatovali vizuální podněty.

"Velkou otázkou, kterou tento výzkum vyvolává, je důvod, proč bychom my nebo myši měli gen, který nás činí méně chytrými - gen Homera Simpsona?" Říká Hepler.

"Věřím, že ve skutečnosti nevidíme úplný obraz." RGS14 může být klíčovým kontrolním genem v části mozku, který, když chybí nebo je deaktivován, vyřadí z rovnováhy mozkové signály důležité pro učení a paměť. “

Zdá se, že mít deaktivovaný RGS14 neubližuje změněným myším, ale jejich mozkové funkce mohly být změněny způsobem, který vědci dosud nezjistili. Kromě odolnosti proti poranění záchvatem se určité druhy neuronů CA2 ztrácejí při schizofrenii a ztráta jiného genu zapnutého primárně v oblasti CA2 mění sociální chování, poznamenává Hepler.

"To naznačuje, že tyto myši nemusí zapomenout na věci tak snadno jako jiné myši, nebo možná změnily sociální chování nebo citlivost na záchvaty," říká. "Ale ne nutně."

"Sen o potrubí je, že byste možná našli sloučeninu, která inhibuje RGS14 nebo ji vypne," dodává. "Pak bys tedy mohl zlepšit poznání."

V Emory spolupracovníci zahrnovali Kerry Ressler, MD, PhD, docent psychiatrie a behaviorálních věd, Yoland Smith, PhD, profesor výzkumu neurologie (oba v Yerkes National Primate Research Center), David Weinshenker, PhD, docent lidské genetiky a Yue Feng, PhD, docentka farmakologie, s dalšími příspěvky od J. Davida Sweatta, PhD, předsedy neurobiologie na University of Alabama v Birminghamu.

Výsledky jsou zveřejněny online na internetuSborník Národní akademie věda výzkum byl podpořen Národními instituty zdraví.

Zdroj: Emory University