Melumpuhkan Gen (pada Tikus) Meningkatkan Kecerdasan

Menghapus gen tertentu pada tikus akan membuka kawasan otak misterius yang sebaliknya dianggap tidak fleksibel, menurut saintis di Sekolah Perubatan Universiti Emory.

Tikus dengan gen RGS14 yang cacat mempunyai waktu yang lebih mudah menavigasi labirin dan ingatan yang lebih kuat daripada tikus rata-rata, menunjukkan bahawa kehadiran RGS14 membatasi beberapa jenis pembelajaran.

Kerana RGS14 nampaknya menahan tikus secara mental, John Hepler, PhD, profesor farmakologi di Emory University School of Medicine, mengatakan dia dan rakan-rakannya secara bergurau menyebutnya "gen Homer Simpson."

Gen RGS14 terutama diaktifkan dalam satu bahagian tertentu - bernama CA2 - dari hippocampus, kawasan otak yang diteliti dengan baik yang terlibat dalam penggabungan idea baru dan membentuk kenangan baru. Wilayah CA2, bagaimanapun, terletak di jalan yang saintifik dan tidak jelas apa fungsinya, kata Hepler.

RGS14, yang juga ditemukan pada manusia, ditemui lebih dari satu dekad yang lalu. Hepler dan rakan-rakannya sebelumnya telah menunjukkan dalam kajian lain bahawa RGS14 adalah protein kawalan utama yang mengatur molekul yang terlibat dalam memproses pelbagai jenis isyarat yang berkaitan dengan pembelajaran dan ingatan.

Untuk menyiasat lebih lanjut fungsi RGS14, pelajar siswazah Sarah Emerson Lee mencirikan tikus yang gen RGS14 dilumpuhkan melalui teknologi penargetan gen. Bersama dengan Serena Dudek, PhD, Institut Sains Kesihatan Alam Sekitar Nasional, dia memerhatikan bagaimana wilayah CA2 pada tikus yang diubah gen bertindak balas terhadap rangsangan elektrik.

Kajian lain menunjukkan bagaimana kawasan lain dari hippocampus menggunakan potensiasi jangka panjang, suatu proses pengukuhan hubungan antara neuron yang sebenarnya dapat disaksikan dalam hidangan budaya setelah pembentukan memori baru. Kawasan CA2, bagaimanapun, berbeda dari wilayah lain di mana ia tahan terhadap potensi jangka panjang.

Perbezaan lain di kawasan CA2 adalah bahawa neuron lebih mampu bertahan dari kecederaan akibat sawan atau strok daripada neuron di kawasan lain dari hippocampus.

Para penyelidik terkejut mengetahui bahawa, pada tikus dengan gen RGS14 yang cacat, wilayah CA2 sekarang mampu "kuat" potensi jangka panjang. Dengan kata lain, apabila dirangsang elektrik, neuron di sana membuat sambungan yang lebih kuat.

Kemudian, tikus yang diubah gen dapat mengenali objek yang sebelumnya diletakkan di kandangnya lebih baik daripada tikus biasa. Mereka juga lebih mahir menavigasi labirin air ke pelantar tersembunyi kerana mereka lebih ingat isyarat visual.

"Persoalan besar yang ditimbulkan oleh penyelidikan ini adalah mengapa kita, atau tikus, memiliki gen yang membuat kita kurang pintar - gen Homer Simpson?" Kata Hepler.

"Saya percaya bahawa kita tidak benar-benar melihat gambaran keseluruhannya. RGS14 mungkin merupakan gen kawalan utama di bahagian otak yang, apabila hilang atau dilumpuhkan, mengetuk isyarat otak yang penting untuk belajar dan ingatan tidak seimbang. "

Mempunyai RGS14 yang cacat nampaknya tidak menyakiti tikus yang diubah, tetapi fungsi otak mereka mungkin telah diubah dengan cara yang belum dikenal pasti oleh penyelidik. Selain tahan terhadap kecederaan akibat kejang, beberapa jenis neuron CA2 hilang dalam skizofrenia, dan kehilangan gen lain yang dihidupkan terutamanya di wilayah CA2 mengubah tingkah laku sosial, kata Hepler.

"Ini menunjukkan bahawa tikus ini mungkin tidak melupakan sesuatu semudah tikus lain, atau mungkin mereka telah mengubah tingkah laku sosial atau kepekaan terhadap kejang," katanya. "Tetapi tidak semestinya."

"Impian utama ialah mungkin anda dapat mencari sebatian yang menghalang RGS14 atau mematikannya," tambahnya. "Kalau begitu, mungkin, anda dapat meningkatkan kognisi."

Di Emory, kolaborator termasuk Kerry Ressler, MD, PhD, profesor psikiatri dan sains tingkah laku, Yoland Smith, PhD, profesor penyelidikan neurologi (kedua-duanya di Pusat Penyelidikan Primer Nasional Yerkes), David Weinshenker, PhD, profesor genetik manusia bersekutu dan Yue Feng, PhD, profesor farmakologi bersekutu, dengan sumbangan tambahan dari J. David Sweatt, PhD, ketua neurobiologi di University of Alabama, Birmingham.

Hasilnya diterbitkan dalam talian diProsiding Akademi Sains Nasional, dan penyelidikan itu disokong oleh Institut Kesihatan Nasional.

Sumber: Universiti Emory