Mungkinkah protein ini memegang kunci ingatan?
Penyelidik telah mengenal pasti protein yang memainkan peranan penting sama ada kita menyimpan atau membuang ingatan. Pada masa akan datang, kita mungkin dapat menggunakan pengetahuan ini untuk mengembangkan ubat yang lebih baik untuk kehilangan ingatan, kata mereka.
Masalah kehilangan ingatan mendorong para penyelidik untuk mencuba dan lebih memahami cara kerja otak, bagaimana ingatan disatukan, dan bagaimana dan mengapa kita kehilangannya.
Oleh kerana dapat menyimpan ingatan kita, kita dapat mengekalkan rasa diri dan orientasi di dunia, memahami bagaimana mencegah kehilangan ingatan kronik adalah keutamaan dalam ilmu saraf.
Baru-baru ini, sepasukan penyelidik dari University of Toronto Mississauga di Ontario, Kanada - dengan kerjasama rakan-rakan dari Amerika Syarikat dan Inggeris - menyiasat peranan protein tertentu dalam pembentukan kenangan.
Penyelidik kanan Iva Zovkic dan pasukannya menjalankan kajian mereka pada tikus, dengan fokus khusus pada protein bernama H2A.Z. Jenis protein ini disebut histon, dan mengikat DNA, membantunya menjaga strukturnya di dalam sel.
Hasilnya diterbitkan dalam jurnal Laporan Sel.
H2A.Z dan pembentukan memori
Zovkic dan pasukan bekerjasama dengan tikus muda dan tua untuk memahami bagaimana protein H2A.Z terlibat dengan pembentukan memori dan penekanan.
Sebagai sebahagian daripada eksperimen mereka, para penyelidik meletakkan tikus di dalam kotak baru, sehingga memaksa mereka untuk membiasakan diri dengan lingkungan yang aneh. Kemudian, untuk dapat menguji bagaimana protein berfungsi dalam konteks pembentukan memori, haiwan tersebut terdedah kepada rangsangan negatif ketika berada di dalam kotak.
Dengan cara ini, tikus membentuk hubungan antara persekitaran baru dan pengalaman buruk yang pernah mereka alami. Kali kedua para saintis meletakkannya di dalam kotak, tikus yang sekarang berhati-hati menolak untuk bergerak dan menjelajah, seperti biasanya.
Setengah jam setelah tikus terdedah kepada rangsangan negatif, Zovkic dan rakannya menilai otak haiwan untuk sebarang perubahan bagaimana H2A.Z terikat dengan DNA.
Mereka mendedahkan bahawa pada tikus muda, latihan ketakutan dikaitkan dengan pengurangan ikatan H2A.Z dan DNA yang "luar biasa" di 3,048 tempat pada gen yang biasanya diikat oleh protein, serta peningkatan ikatan di hanya 25 tempat.
Hal yang sama berlaku untuk tikus yang lebih tua, yang mengalami penurunan ikatan di 2,901 tempat dan peningkatan hanya pada 9 tempat selepas latihan ketakutan.
Ini, para penyelidik menjelaskan, bermaksud bahawa pengusiran H2A.Z (lebih sedikit ikatan antara protein dan DNA) dikaitkan dengan pembentukan memori, yang membolehkan tikus mengingat kembali pengalaman negatif mereka.
"Kami mempunyai ribuan pengalaman setiap hari, tetapi kami hanya ingat perkara-perkara yang dalam beberapa hal penting bagi kami," catatan Zovkic.
"Eksperimen ini," lanjutnya, "menggunakan pengalaman belajar yang sangat mudah untuk menggambarkan bahawa H2A.Z nampaknya berfungsi untuk menekan ingatan, dan penyingkiran protein ini nampaknya […] membiarkan kenangan tahan lama terbentuk."
Sasaran terapi baru?
Para penyelidik juga memerhatikan bahawa tahap H2A.Z bergantung pada usia haiwan. Oleh itu, protein itu didapati pada tahap yang lebih tinggi pada hippocampi tikus yang berumur, yang merupakan kawasan otak yang sangat berkaitan dengan pembentukan memori.
Berdasarkan pemerhatian ini, Zovkic dan pasukannya membuat kesimpulan bahawa semakin tinggi tahap H2A.Z, kemungkinan pembentukan memori dan pengekalan terhalang. Oleh itu, jika peningkatan usia berkorelasi dengan lebih banyak ikatan H2A.Z, itu mungkin menjelaskan kehilangan ingatan yang berkaitan dengan usia.
"Mengenal pasti H2A.Z sebagai protein unik yang berkaitan dengan ingatan dan peningkatan dengan penuaan boleh menjadi masalah besar untuk membuat terapi genetik atau farmaseutikal untuk penurunan kognitif dan demensia yang berkaitan dengan usia. H2A.Z adalah sasaran terapi yang agak spesifik. "
Iva Zovkic
Langkah seterusnya dari sini, kata para penyelidik, adalah untuk menguji teori mereka pada tikus yang sangat tua. Sekiranya idea mereka disahkan oleh kajian lanjutan, para penyelidik merancang untuk terus maju dan mengkaji kesan H2A.Z pada manusia, yang badannya juga menghasilkan protein ini.
Zovkic dan harapan utama pasukan adalah bahawa penyelidikan mereka akhirnya akan menghasilkan terapi yang lebih baik untuk mencegah dan melawan kehilangan ingatan yang berkaitan dengan usia.
"Kami selalu berusaha mencari asas molekul untuk ingatan, dan mengetahui bagaimana gen yang berkaitan dengan memori dihidupkan dan dimatikan adalah langkah ke arah positif," Zovkic menyimpulkan.
