Лише декілька напоїв змінюють спосіб формування спогадів на основному, молекулярному рівні, згідно з новим дослідженням з мухами.

Однією з багатьох проблем боротьби з алкогольною залежністю та іншими розладами токсикоманії є ризик рецидиву навіть після прогресу до одужання. Навіть надокучливі фруктові мухи мають жагу до алкоголю, і оскільки молекулярні сигнали, що беруть участь у формуванні пам’яті про нагороду і уникнення мух, майже такі ж, як у людей, вони є хорошою моделлю для вивчення.

Нове дослідження виявляє, що алкоголь викрадає цей шлях формування пам'яті і змінює білки, що експресуються в нейронах, формуючи тягу.

Поганий досвід, хороші часи

Карла Каун, доцент кафедри нейронауки в Університеті Брауна і старший автор статті, працювала з групою студентів, техніків та докторантів, щоб розкрити шляхи молекулярного сигналізації та зміни в експресії генів, пов'язаних із створенням та підтримкою спогадів про винагороду.

"Одна з речей, яку я хочу зрозуміти, полягає в тому, чому наркотики можуть викликати справді корисні спогади, коли вони насправді нейротоксини", - каже Каун, який є партнером Інституту мозку Брауні Карні.

«Усі наркотичні засоби - алкоголь, опіати, кокаїн, метамфетамін - мають побічні ефекти. Вони викликають у людей нудоту або вони дають людям похмілля, то чому ми вважаємо їх такими корисними? Чому ми пам’ятаємо про них хороше, а не погане? Моя команда намагається зрозуміти на молекулярному рівні, що наркотики зловживають спогадами і чому вони викликають тягу ".

Як тільки дослідники зрозуміють, які молекули змінюються, коли виникає тяга, вони можуть з’ясувати, як допомогти одужалим алкоголікам і наркоманам, можливо, зменшивши тривалість спогадів про тягу або наскільки вони сильні, каже Каун.

Ефект доміно

Фруктові мухи мають лише 100,000 100 нейронів, тоді як у людей більше XNUMX мільярдів. Менший масштаб - плюс той факт, що покоління вчених розробили генетичні інструменти для маніпулювання активністю цих нейронів на контурі та молекулярному рівні - зробили фруктову муху ідеальним модельним організмом для команди Кауна, яка розлучає гени та шляхи молекулярної сигналізації в спогадах про винагороду за алкоголь, - каже вона.

Дослідники використовували генетичні інструменти, щоб вибірково вимикати ключові гени під час навчання мух, де знайти алкоголь. Це дозволило їм побачити, які білки потрібні для такої поведінки винагороди.

Дослідники виявили, що одним з білків, відповідальних за перевагу мух до алкоголю, є Notch. Notch - це перше «доміно» на сигнальному шляху, що бере участь у розвитку ембріонів, розвитку мозку та функції мозку дорослих у людей та всіх інших тварин. Шляхи молекулярної сигналізації не схожі на каскад доміно - коли перше доміно падає (у цьому випадку активується біологічна молекула), воно запускає більше, що викликає більше і так далі.

Одним із домінів, що знаходяться нижче за потоком сигналізації, на який впливає алкоголь, є ген, який називається рецептором, подібним до допаміну-2, який виробляє білок на нейронах, який розпізнає дофамін, нейромедіатор, який "відчуває себе добре".

"Відомо, що дофамін-2-подібний рецептор бере участь у кодуванні того, чи приємна пам'ять, чи є вона противною", - говорить докторант Емілі Петруччеллі, яка зараз є доцентом у власній лабораторії Університету Південного Іллінойсу. І алкоголь викрадає цей збережений шлях пам’яті, щоб сформувати тягу.

У разі вивчення шляху винагороди за алкоголь, сигнальний каскад не вмикає або вимикає ген рецептора дофаміну, а також не збільшує або зменшує кількість виробленого білка, говорить Каун. Натомість він мав тонший ефект - він змінив версію білка, виготовленого однією амінокислотною «буквою» у важливій області.

Включення і виключення

"Ми не знаємо, якими є біологічні наслідки цієї незначної зміни, але одним із важливих висновків цього дослідження є те, що вченим потрібно дивитись не тільки на те, які гени вмикаються та вимикаються, але які форми кожного гена є включення і виключення ", - каже Каун. "Ми вважаємо, що ці результати з великою ймовірністю призведуть до інших форм залежності, але ніхто цього не досліджував".

Команда продовжує свою роботу, вивчаючи вплив опіатів на ті ж збережені молекулярні шляхи. Крім того, Каун співпрацює з Джоном Макгірі, доцентом кафедри психіатрії та поведінки людей, щоб розглянути зразки ДНК пацієнтів із порушеннями алкоголізму, щоб перевірити, чи є у них генетичні поліморфізми в будь-якому з генів, пов'язаних із тягою, виявлених у мух.

"Якщо у людей це працює однаково, для активації шляху достатньо однієї склянки вина, але вона нормалізується протягом години", - говорить Каун. «Після трьох склянок з перервою на годину шлях не повертається до нормального стану через 24 години. Ми вважаємо, що ця наполегливість, ймовірно, змінює експресію гена в ланцюгах пам’яті.

"Тільки про щось пам’ятати, коли наступного разу, коли ви розділите пляшку вина з другом чи дружиною", - додає вона.

Результати з'являються в журналі Нейрон. Національний інститут охорони здоров’я фінансував дослідження.

джерело: Університет Брауна

Суміжні книги

at InnerSelf Market і Amazon