Modyfikując genetycznie mysz tak, aby produkowała mRNA znakowane zielonymi białkami fluorescencyjnymi (pokazane powyżej), badacze byli w stanie zobaczyć, kiedy i gdzie mózg myszy generuje Arc mRNA

Tak wygląda ekspresja genów na żywo – zobacz sam

Ekspresja genów to proces, który zachodzi praktycznie we wszystkich komórkach naszego ciała. Nowo opracowana technika obrazowania pozwala zobaczyć ten proces w czasie rzeczywistym.

Zespół naukowców z Uniwersytetu Minnesoty opracował nową technikę, która pozwala naukowcom na wizualizację cząsteczek mRNA w mózgach żywych myszy. Udało się namierzyć rodzaj RNA, który jest produkowany podczas tworzenia i przechowywania wspomnień – Arc mRNA.

Uważa się, że wspomnienia są kodowane w populacjach neuronów zwanych komórkami engramu. Jednak niewiele wiadomo o dynamice tych komórek z powodu trudności w monitorowaniu ich w czasie rzeczywistym przez długie okresy czasu in vivo. Aby przezwyciężyć to ograniczenie, przedstawiamy genetycznie zakodowany wskaźnik RNA (GERI) myszy do przyżyciowego, ciągłego obrazowania Arc mRNA, popularnego markera dla komórek pamięci.prof. Hye Yoon Park z Uniwersytetu Minnesoty, główna autorka badań

Badania takie mogą powiedzieć nam wiele o samych funkcjach pamięci, a docelowo być może także o sposobach leczenia chorób neurodegeneracyjnych, np. choroby Alzheimera.

Czytaj też: Naukowcy odkryli dwa geny, które mają wpływ na naszą długowieczność

Nadal wiemy bardzo mało o wspomnieniach w mózgu. Synteza mRNA jest ważna dla pamięci, ale nigdy nie można było tego zobrazować w żywym mózgu. Nasza praca jest ważnym wkładem w tę dziedzinę. Mamy teraz tę nową technologię, którą neurobiolodzy mogą wykorzystać do różnych eksperymentów i testów pamięci w przyszłości.prof. Hye Yoon Park

Dzięki użyciu białek fluorescencyjnych, naukowcy byli w stanie zobaczyć kiedy i gdzie mózg myszy generuje Arc mRNA. Ponieważ badanie przeprowadzono in vivo, na żywych myszach, możliwa była obserwacja ekspresji genów przez dłuższy czas. Badacze przeprowadzili dwa eksperymenty na myszach, w których byli w stanie zobaczyć w czasie rzeczywistym przez miesiąc, co robiły neurony, gdy mysz tworzyła i przechowywała wspomnienia.

Już od jakiegoś czasu wiadomo, że pewne grupy neuronów w mózgu aktywują się, gdy powstają wspomnienia i że te same komórki aktywują się ponownie, gdy ten moment lub wydarzenie jest przypominane.

Nasze badania dotyczą generowania i odzyskiwania pamięci. Jeśli będziemy w stanie zrozumieć, jak to się dzieje, będzie to dla nas bardzo pomocne w zrozumieniu choroby Alzheimera i innych chorób związanych z pamięcią. Być może ludzie z chorobą Alzheimera nadal przechowują gdzieś wspomnienia – po prostu nie mogą ich odzyskać. Więc w bardzo długiej perspektywie, być może te badania pomogą nam pokonać te choroby.prof. Hye Yoon Park

Więcej na temat badań można przeczytać w czasopiśmie PNAS.