Вимкнення гена (у мишей) підвищує інтелект

Видалення певного гена у мишей відкриває таємничу область мозку, яка в іншому випадку вважається відносно негнучкою, на думку вчених з Медичної школи університету Еморі.

Мишам з відключеним геном RGS14 легше рухатися в лабіринтах і мати сильнішу пам’ять, ніж середні миші, що припускає, що наявність RGS14 обмежує деякі типи навчання.

Оскільки RGS14, здається, психічно стримує мишей, Джон Хеплер, доктор філософії, професор фармакології в Медичній школі університету Еморі, каже, що він та його колеги жартома називають це "геном Гомера Сімпсона".

Ген RGS14 в основному активується в одній конкретній частині - під назвою CA2 - гіпокампу, добре дослідженої ділянки мозку, яка бере участь у злитті нових ідей та формуванні нових спогадів. Однак регіон CA2 науково відходить від загальнодоступного шляху, і незрозуміло, які його функції, говорить Геплер.

RGS14, який також зустрічається у людей, був виявлений більше десяти років тому. Раніше Геплер та його колеги в інших дослідженнях показали, що RGS14 є ключовим контрольним білком, який регулює молекули, задіяні в обробці різних типів сигналів, пов'язаних із навчанням і пам'яттю.

Для подальшого вивчення функцій RGS14 аспірантка Сара Емерсон Лі охарактеризувала мишей, гени RGS14 яких були вимкнені за допомогою технології генного націлювання. Разом із Сереною Дудек, доктором наук, з Національного інституту наук про здоров'я навколишнього середовища, вона спостерігала, як область СА2 у генно-змінених мишей реагувала на електричну стимуляцію.

Інші дослідження показали, як інші регіони гіпокампу використовують довгострокове потенціювання - процес зміцнення зв’язків між нейронами, про який насправді можна спостерігати в культурі після формування нової пам’яті. Однак регіон СА2 відрізняється від інших регіонів тим, що він стійкий до тривалого потенціювання.

Ще одна відмінність в області СА2 полягає в тому, що нейрони більш здатні пережити травму під час судом або інсульту, ніж нейрони в інших областях гіпокампу.

Дослідники з подивом виявили, що у мишей з відключеним геном RGS14 область CA2 тепер здатна до "надійного" довгострокового потенціювання. Іншими словами, при електричному стимулюванні там нейрони створювали ще міцніші зв’язки.

Пізніше генно-змінені миші змогли розпізнати предмети, розміщені раніше в їх клітках, краще, ніж звичайні миші. Вони також були більш кваліфікованими в плаванні через водний лабіринт до прихованої евакуаційної платформи, оскільки вони краще запам'ятовували візуальні сигнали.

"Велике питання, яке ставить це дослідження, полягає в тому, чому у нас, або у мишей, є ген, який робить нас менш розумними - ген Гомера Сімпсона?" Геплер каже.

“Я вважаю, що ми не бачимо повної картини. RGS14 може бути ключовим контрольним геном в тій частині мозку, яка при відсутності або відключенні вибиває з рівноваги сигнали головного мозку, важливі для навчання та пам'яті ».

Наявність відключеного RGS14, здається, не шкодить зміненим мишам, але їх функції мозку могли бути змінені таким чином, що дослідники ще не ідентифікували. Окрім стійкості до пошкоджень внаслідок судом, деякі види нейронів CA2 втрачаються при шизофренії, а втрата іншого гена, увімкненого переважно в регіоні CA2, змінює соціальну поведінку, зазначає Геплер.

"Це говорить про те, що ці миші можуть не забувати речі так легко, як інші миші, або, можливо, вони змінили соціальну поведінку або чутливість до судом", - говорить він. "Але не обов'язково".

"Мрією труби є те, що, можливо, ви могли б знайти з'єднання, яке інгібує RGS14 або вимикає його", - додає він. "Тоді, можливо, ти міг би покращити пізнання".

У Еморі співробітниками були Керрі Ресслер, доктор медичних наук, доцент кафедри психіатрії та поведінкових наук, Йоланд Сміт, доктор філософії, професор-дослідник неврології (обидва в Національному дослідницькому центрі приматів Єркеса), Девід Вайншенкер, доктор філософії, доцент з генетики людини та Юе Фен, доктор філософії, доцент фармакології, з додатковими внесками Дж. Девіда Суатта, доктора філософії, кафедри нейробіології в Університеті Алабами, Бірмінгем.

Результати опубліковані в Інтернеті вПраці Національної академії наук, а дослідження було підтримане Національним інститутом охорони здоров’я.

Джерело: Університет Еморі