Gen, das das "Speicherauslöschen" auslöst

Viele von uns sind die Träger von "schlechten" Erinnerungen, die bis heute unser Leben beeinflussen. Jetzt sagen Wissenschaftler, dass sie ein Gen entdeckt haben, das für das "Auslöschen des Gedächtnisses" essentiell ist, den Prozess, bei dem unser Gehirn ältere Erinnerungen durch neue Erfahrungen ersetzt.

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) sagen, dass die Entdeckung Menschen mit posttraumatischer Belastungsstörung (PTSD) helfen könnte, indem "ängstliche" Erinnerungen durch positivere Assoziationen ersetzt werden.

Es wurde gefunden, dass das Gen, Tet1, eine kritische Rolle bei der Speicherlöschung spielt, indem es eine kleine Gruppe anderer Gene steuert, die für den Prozess notwendig sind.

Für die Studie, in der Zeitschrift veröffentlicht NeuronDas Forscherteam experimentierte mit Mäusen, die das Tet1-Gen "ausgeschlagen" hatten, sowie mit Mäusen, die normale Genwerte aufwiesen.

Um die Fähigkeit der Mäuse zu messen, Erinnerungen zu beseitigen, wurden die Mäuse "konditioniert", um einen bestimmten Käfig zu fürchten, in dem sie einen kleinen elektrischen Schock erhielten. Sobald die Erinnerung an den "Käfigschock" entstand, wurden die Mäuse in den Käfig gesetzt, aber die Forscher gaben ihnen keinen Schock.

Tet1 löst "Speicherlöschung" aus

Die Forscher fanden heraus, dass Mäuse mit normalen Tet1-Spiegeln nach einiger Zeit ihre Angst vor dem Käfig verloren haben, was darauf hindeutet, dass neue Erinnerungen die alten ersetzt haben.

Li-Huei Tsai, Direktor des Picower Instituts für Lernen und Gedächtnis des MIT, erklärt:

"Was während der Speicherlöschung geschieht, ist nicht das Löschen der ursprünglichen Erinnerung. Die alte Spur der Erinnerung sagt den Mäusen, dass dieser Ort gefährlich ist. Aber die neue Erinnerung informiert die Mäuse, dass dieser Ort wirklich sicher ist. Es gibt zwei Möglichkeiten der Erinnerung konkurrieren miteinander. "

Die Forscher fügen jedoch hinzu, dass die Mäuse ohne das Tet1-Gen ängstlich bleiben und nicht in der Lage sind, das Gedächtnis auszulöschen.

Das Team führte eine weitere Reihe von Experimenten durch, bei denen das räumliche Gedächtnis der Mäuse getestet wurde.

Diese Experimente zeigten, dass die Mäuse ohne das Tet1-Gen die Fähigkeit hatten, in einem Wasserlabyrinth zu lernen, aber sie waren nicht in der Lage, die Erinnerung an die Navigation im Labyrinth zu löschen, was die Ergebnisse des vorherigen Experiments weiter unterstützte.

Tet1 entfernt DNA-Methylierung

Die Forscher erklären, dass das Tet1 und andere Tet-Proteine ??dazu beitragen, die Modifikationen der DNA zu regulieren, die bestimmen, ob ein bestimmtes Gen exprimiert wird oder nicht.

Tet1 verändert die DNA-Methylierung - eine Modifikation, die den Zugang zu Genen steuert. Hohe Methylierungsgrade verhindern, dass Gene exprimiert werden, während niedrige Methylierungslevel es ihnen ermöglichen, "angeschaltet" zu werden.

Es wurde gefunden, dass Tet1- und Tet-Proteine ??die DNA-Methylierung entfernen, nachdem die Mäuse ohne Tet1 eine signifikant geringere Hydroxymethylierung - der Prozess, der zur Entfernung der Methylierung führte - sowohl im Hippocampus als auch im Cortex des Gehirns zeigten. Diese Bereiche sind der Schlüssel für Lernen und Gedächtnis.

Demethylierung höher in frühen Gedächtnis-Genen

Die Forscher fanden heraus, dass die Demethylierung in einer Gruppe von 200 Genen am bedeutsamsten war, insbesondere eine kleine Untergruppe, die als "unmittelbare frühe Gene" bezeichnet wird - kritisch für die Gedächtnisbildung.

Bei den Mäusen ohne das Tet1-Gen wurde gefunden, dass unmittelbare frühe Gene hoch methyliert waren, was bedeutet, dass es schwierig sein würde, diese Gene zu exprimieren.

Frühere Forschungen von MIT zeigten, dass ein unmittelbares frühes Gen namens Npas4 andere unmittelbare frühe Gene reguliert. In dieser Studie fanden die Forscher heraus, dass in der Promotorregion des Npas4-Gens die Methylierungslevel in Mäusen ohne das Tet1-Gen fast 60% waren, verglichen mit 8% in Mäusen, die das Tet1-Gen hatten.

"Es ist ein enormer Anstieg der Methylierung, und wir denken, dass dies am ehesten erklären wird, warum Npas4 in den Tet1-Knockout-Mäusen so drastisch herunterreguliert wird", bemerkt Prof. Tsai.

Matthew Lattai, außerordentlicher Professor für Verhaltensneurowissenschaften an der Oregon Health and Science University, der nicht Teil der Studie war, sagt, dass die Ergebnisse den Weg für die Behandlung von PTBS ebnen könnten:

"Indem die Autoren einige der Wege aufgezeigt haben, auf denen regulatorische Gene als Reaktion auf Tet1-Knockout und Verhaltenserfahrung methyliert sind, haben sie einen wichtigen Schritt bei der Identifizierung potenzieller pharmakologischer Behandlungsziele für Störungen wie PTSD und Sucht getan."

Darüber hinaus entdeckte das Forscherteam, warum Mäuse ohne das Tet1-Gen noch immer in der Lage sind, neue Aufgaben zu erlernen.

Sie fanden heraus, dass während der Angstkonditionierung die Methylierung des Npas4-Gens auf 20% reduziert wurde - ein Niveau, das niedrig genug ist, um Npas4 exprimieren zu können, wodurch neue Erinnerungen geschaffen werden.

Das Team vermutet, dass die Angst der Mäuse so stark ist, dass sie andere Demethylierungsproteine ??wie Tet2 oder Tet3 auslösen kann.

Insgesamt sagen die Forscher, dass ihre Ergebnisse darauf hindeuten, dass ein Schwellenwert für die Methylierung erforderlich ist und dass Tet1 für die Aufrechterhaltung einer niedrigen Methylierung verantwortlich ist, um sicherzustellen, dass die für die Gedächtnisbildung benötigten Gene bereit sind, "angeschaltet" zu werden. wenn gebraucht.

Weitere Forschungsarbeiten des Teams umfassen die Suche nach Möglichkeiten, die Tet1-Spiegel künstlich zu erhöhen und festzustellen, ob dies die Gedächtnislöschung "verstärken" könnte. Darüber hinaus planen sie, die Auswirkungen des Löschens aller Tet-Gene zu bestimmen.

Meelad Dawlaty vom Whitehead Institute des MIT fügt hinzu:

"Dies wird uns nicht nur helfen, die epigenetische Regulation der Gedächtnisbildung und -auslöschung weiter zu beschreiben, sondern wird auch andere potentielle Funktionen von Tets und Methylierung im Gehirn jenseits der Speicherauslöschung entschlüsseln."

Medizinische Nachrichten heute kürzlich berichtet, wie Wissenschaftler vom Scripps Research Institute eine Methode in Mäusen entwickelt haben, die ungewollte Erinnerungen anvisieren und auslöschen kann.

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