Zaledwie kilka drinków zmienia sposób, w jaki powstają wspomnienia na podstawowym, molekularnym poziomie, zgodnie z nowym badaniem z muchami.

Jednym z wielu wyzwań związanych z walką z uzależnieniem od alkoholu i innymi zaburzeniami związanymi z nadużywaniem substancji jest ryzyko nawrotu, nawet po postępach w wyzdrowieniu. Nawet nieznośne muszki owocowe mają tęsknotę za alkoholem, a ponieważ sygnały molekularne zaangażowane w tworzenie wspomnień o nagrodach i unikaniu przez muchy są takie same jak te u ludzi, stanowią dobry model do badań.

Nowe badania pokazują, że alkohol przejmuje kontrolę nad tą ścieżką tworzenia pamięci i zmienia białka wyrażane w neuronach, tworząc pragnienia.

Złe doświadczenia, dobre czasy

Karla Kaun, adiunkt neuronauki na Brown University i starszy autor artykułu, pracowała z zespołem studentów, techników i badaczy ze stopniem doktora, aby odkryć molekularne szlaki sygnałowe i zmiany w ekspresji genów związane z tworzeniem i utrzymywaniem wspomnień o nagrodach.

„Jedną z rzeczy, które chcę zrozumieć, jest to, dlaczego nadużywane narkotyki mogą wywoływać naprawdę satysfakcjonujące wspomnienia, podczas gdy w rzeczywistości są neurotoksynami”, mówi Kaun, który jest związany z Brown's Carney Institute for Brain Science.

„Wszystkie nadużywane narkotyki – alkohol, opiaty, kokaina, metamfetamina – mają niepożądane skutki uboczne. Przyprawiają ludzi o mdłości lub wywołują kaca, więc dlaczego uważamy je za tak satysfakcjonujące? Dlaczego pamiętamy o nich dobre rzeczy, a nie złe? Mój zespół stara się zrozumieć na poziomie molekularnym, co narkotyki robią ze wspomnieniami i dlaczego wywołują głód.

Kiedy badacze zrozumieją, jakie cząsteczki zmieniają się, gdy powstaje pragnienie, będą mogli dowiedzieć się, jak pomóc wyzdrowieć alkoholikom i uzależnionym, być może zmniejszając, jak długo trwają wspomnienia głodu lub jak intensywne są, mówi Kaun.

efekt domina

Muszki owocówki mają tylko 100,000 100 neuronów, podczas gdy ludzie mają ponad XNUMX miliardów. Mniejsza skala — plus fakt, że pokolenia naukowców opracowały narzędzia genetyczne do manipulowania aktywnością tych neuronów na poziomie obwodowym i molekularnym — sprawiły, że muszka owocowa była idealnym organizmem modelowym dla zespołu Kauna, aby oddzielić zaangażowane geny i molekularne szlaki sygnałowe we wspomnieniach związanych z nagrodą alkoholową, mówi.

Naukowcy wykorzystali narzędzia genetyczne do selektywnego wyłączania kluczowych genów podczas szkolenia much, gdzie znaleźć alkohol. Umożliwiło im to zobaczenie, jakie białka są wymagane do tego zachowania nagrody.

Naukowcy odkryli, że jednym z białek odpowiedzialnych za preferowanie przez muchy alkoholu jest Notch. Notch jest pierwszym domino w ścieżce sygnalizacyjnej zaangażowanej w rozwój zarodka, rozwój mózgu i funkcjonowanie mózgu dorosłych u ludzi i wszystkich innych zwierząt. Molekularne szlaki sygnałowe przypominają kaskadę domino — kiedy pierwsze domino upada (w tym przypadku aktywuje się cząsteczka biologiczna), wyzwala więcej, niż wyzwala więcej i tak dalej.

Jednym z dalszych domino w ścieżce sygnalizacyjnej, na którą wpływa alkohol, jest gen zwany receptorem dopaminy-2-podobnym, który wytwarza białko w neuronach rozpoznające dopaminę, neuroprzekaźnik „dobrego samopoczucia”.

„Wiadomo, że receptor podobny do dopaminy 2 bierze udział w kodowaniu, czy pamięć jest przyjemna, czy nieprzyjemna”, mówi badaczka z tytułem doktora Emily Petruccelli, która obecnie jest adiunktem z własnym laboratorium na Southern Illinois University. A alkohol przejmuje tę zachowaną ścieżkę pamięci, tworząc zachcianki.

W przypadku badanego szlaku nagrody alkoholowej kaskada sygnalizacyjna nie włączała ani nie wyłączała genu receptora dopaminy, ani nie zwiększała ani nie zmniejszała ilości wytwarzanego białka, mówi Kaun. Zamiast tego miał subtelniejszy efekt — zmienił wersję białka wytworzonego przez pojedynczą „literę” aminokwasu w ważnym obszarze.

Sporadycznie

„Nie wiemy, jakie są biologiczne konsekwencje tej małej zmiany, ale jednym z ważnych ustaleń tego badania jest to, że naukowcy muszą przyjrzeć się nie tylko tym, które geny są włączane i wyłączane, ale także formom każdego genu. włączanie i wyłączanie” – mówi Kaun. „Uważamy, że te wyniki z dużym prawdopodobieństwem przełożą się na inne formy uzależnienia, ale nikt tego nie zbadał”.

Zespół kontynuuje swoją pracę, badając wpływ opiatów na te same zachowane szlaki molekularne. Ponadto Kaun współpracuje z Johnem McGeary, asystentem profesora psychiatrii i ludzkich zachowań, aby przyjrzeć się próbkom DNA od pacjentów z zaburzeniami nadużywania alkoholu, aby sprawdzić, czy mają polimorfizmy genetyczne w którymkolwiek z genów związanych z głodem narkotykowym odkrytych u much.

„Jeśli działa to w ten sam sposób u ludzi, wystarczy jeden kieliszek wina, aby aktywować szlak, ale wraca do normy w ciągu godziny” – mówi Kaun. „Po trzech kieliszkach, z godzinną przerwą, ścieżka nie wraca do normy po 24 godzinach. Uważamy, że ta trwałość jest prawdopodobnie tym, co zmienia ekspresję genów w obwodach pamięci.

„Po prostu coś, o czym należy pamiętać, gdy następnym razem podzielisz się butelką wina z przyjacielem lub współmałżonkiem” – dodaje.

Odkrycia pojawiają się w czasopiśmie Neuron. Badania sfinansowały Narodowe Instytuty Zdrowia.

Źródło: Brown University

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon