Trvalost paměti je problém, který našemu poznání úspěšně vzdoruje. Přestože naše zážitky jsou dočasné a většina události se stane jen jednou, v mozku se nám udějí jakési změny, které zajistí trvalou vzpomínku. Parta výzkumníků z Kansasu si položila otázku, jak by příroda mohla takový stabilní stav zajistit, když má k dispozici jen nestabilní biologický materiál. Vyšlo jim, že by mělo jít o změny zprostředkované molekulami proteinů, které mají vlastnosti prionů.
Mladík Kausik Si ze Stowers Institute for Medical Research z Missouri se dal dohromady s nobelistou, new-yorčanem Erikem Kandelem a přichází s teorií, že za paměť vděčíme prionům. Přesněji jejich schopnosti zaujímat dva různé stavy, přičemž jeden z těchto stavů (prostorové struktury prionového proteinu) je trvalého charakteru a navíc oplývá schopností se obnovovat.
S tím obnovováním se to má následovně. Jakmile totiž prionový protein jednou zaujme změněnou podobu, vnucuje ji všem dalším strukturam s nimiž se dostane do kontaktu. V případě chorob, jako je nemoc šílených krav (BSE) je taková infekčnost na škodu. Ale při obnově proteinu v místech, kde prochází paměťová stopa, může být schopnost donutit náhradu „myslet si totéž“, doslova požehnáním. Tato teorie není jen planým mudrováním. Pokusy se sledováním paměťových stop a chováním jednoho z rodiny CPEB proteinů regulujícího mRNA translaci) na modelovém organismu, je k takovým myšlenkám opravňují.
Priony, lépe řečeno prionům podobné proteiny, jsou v přírodě rozšířené struktury. Vyskytují se dokonce i u velmi primitivních organismů jako jsou kvasinky. Za zvrhávání se prionového proteinu v prion vděčíme i takovým procesům, jako je prokvášení vín na vysoký obsah alkoholu.
Siův tým pracoval se Zejem (Aplysia). Tento mořský mlž dosahuje délky až 38 cm a podobá se rosolovité hmotě, z níž vyčnívají 4 tykadla. Ulita je vyvinuta jen jako průsvitná plochá skořepina. V nebezpečí vypouští fialovou tekutinu. Miláčkem neurologů je Aplysia depilans, jehož původní domovinou je Středomoří. Již desetiletí je oblíbeným laboratorním organismem a tak jej najdeme v laboratořích všech kontinentů. Reakce těchto mlžů se dají trénovat a dotyk spojený se šokem si pamatují až měsíc.
Delší dobu je také známo, že jednoduché naučené chování je navozeno stimulací sady senzorických a motorických nervů serotoninem. Si se svým týmem ve snaze přijít tomu na kloub zkoumal chování prionového proteinu v místě synapse. Zajímal se o reakce ve chvílích, kdy je v nervovém spoji vyloučen serotonin.
Podařilo se zjistit, že protein CPEB (mlží obdoba prionového proteinu obratlovců) si charakteristiku prionu podržuje i v místě jeho přirozeného výskytu – v senzorických neuronech plže. V přítomnosti serotoninu (nervového přenašeče) se přepíná do stavu prionu a ochotně se pospojuje se svými „kolegy“ s nimiž se setká. To zřejmě navodí změny k trvalému propojení nervových buněk. Přídavek protilátky, která je namířena proti CPEB proteinu, takovému shlukování brání. Zdá se, že se tak naše poznatky posouvají až na samý základ změny krátkodobého nervového spoje na dlouhodobý. Mohlo by jít o samotný proces učení se a uchování paměti na úrovni buňky.
Sám první autor článku v časopisu Cell ale připomíná, že i přes tento poznatek ještě nemají v ruce nezvratný důkaz, že by blokování aktivity CPEB také paměť zhoršovalo. K rozuzlení této kazy chtějí vědci využít plžího mutanta. Ten by díky změněnému proteinu (neschopnému se měnit v prion), měl naučené věci také rychle zapomínat. Jak zde již zaznělo, oratlovci také mají obdobu CPEB proteinu. U myší například poškození prionového proteinu vede ke zvýšení vnímavosti k bolesti. Připravované pokusy se zapomětlivým plžem by možná již brzo mohly ukázat cestu, jak by šlo vylepšovat lidskou paměť a možná nejen ji.
Pramen: University of Kansas Medical Center
Priony základem paměti?
Autor: Josef Pazdera (06.01.2004)
Diskuze:
