Protein này có thể giữ chìa khóa cho trí nhớ?
Các nhà nghiên cứu đã xác định được một loại protein đóng một vai trò quan trọng trong việc chúng ta lưu giữ hay loại bỏ ký ức. Họ nói trong tương lai, chúng ta có thể sử dụng kiến thức này để phát triển các loại thuốc tốt hơn cho chứng mất trí nhớ.
Vấn đề mất trí nhớ thúc đẩy các nhà nghiên cứu cố gắng và hiểu rõ hơn về hoạt động của bộ não, cách ký ức được củng cố, làm thế nào và tại sao chúng ta mất chúng.
Vì khả năng lưu giữ ký ức giúp chúng ta duy trì ý thức về bản thân và định hướng trong thế giới, việc hiểu cách ngăn ngừa mất trí nhớ mãn tính là ưu tiên hàng đầu trong khoa học thần kinh.
Gần đây, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Toronto Mississauga ở Ontario, Canada - phối hợp với các đồng nghiệp từ Hoa Kỳ và Vương quốc Anh - đã tìm hiểu vai trò của một loại protein cụ thể trong việc hình thành ký ức.
Nhà nghiên cứu cấp cao Iva Zovkic và nhóm của cô đã tiến hành nghiên cứu của họ trên chuột, đặc biệt tập trung vào một loại protein có tên là H2A.Z. Loại protein này được gọi là histone, và nó liên kết với DNA, giúp nó giữ được cấu trúc bên trong tế bào.
Kết quả của họ đã được công bố trên tạp chí Báo cáo di động.
H2A.Z và hình thành trí nhớ
Zovkic và nhóm đã làm việc với cả chuột trẻ và chuột già để hiểu cách protein H2A.Z liên quan đến sự hình thành và ức chế trí nhớ.
Là một phần của thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã đặt những con chuột vào một chiếc hộp mới, để buộc chúng làm quen với một môi trường lạ. Sau đó, để có thể kiểm tra cách protein hoạt động trong bối cảnh hình thành trí nhớ, các con vật đã tiếp xúc với một kích thích tiêu cực khi ở trong hộp.
Bằng cách này, những con chuột hình thành mối liên hệ giữa môi trường mới và trải nghiệm tồi tệ mà chúng đã tiếp xúc. Lần thứ hai các nhà khoa học đặt chúng vào trong hộp, những con chuột thận trọng bây giờ từ chối di chuyển xung quanh và khám phá, như chúng thường làm.
Nửa giờ sau khi những con chuột tiếp xúc với kích thích tiêu cực, Zovkic và các đồng nghiệp đã đánh giá não của các con vật xem có bất kỳ thay đổi nào trong cách H2A.Z liên kết với DNA hay không.
Họ tiết lộ rằng ở những con chuột non, việc huấn luyện sợ hãi có liên quan đến việc giảm "quá mức" liên kết H2A.Z và DNA ở 3.048 vị trí trên các gen mà protein thường liên kết, cũng như sự gia tăng liên kết chỉ ở 25 vị trí.
Điều này cũng đúng đối với những con chuột già hơn, chúng bị giảm liên kết ở 2.901 bậc và chỉ tăng 9 bậc sau khi huấn luyện sợ hãi.
Các nhà nghiên cứu giải thích, điều này có nghĩa là việc loại bỏ H2A.Z (ít liên kết hơn giữa protein và DNA) có liên quan đến việc hình thành trí nhớ, cho phép những con chuột nhớ lại trải nghiệm tiêu cực của chúng.
“Chúng ta có hàng nghìn trải nghiệm mỗi ngày, nhưng chúng ta chỉ nhớ những điều quan trọng đối với chúng ta theo một cách nào đó,” Zovkic lưu ý.
“Thí nghiệm này,” cô ấy tiếp tục, “đã sử dụng một trải nghiệm học tập rất đơn giản để minh họa rằng H2A.Z dường như dùng để ngăn chặn trí nhớ, và việc loại bỏ protein này dường như […] cho phép những ký ức lâu dài hình thành.”
Một mục tiêu điều trị mới?
Các nhà nghiên cứu cũng quan sát thấy rằng mức độ H2A.Z phụ thuộc vào tuổi của động vật. Do đó, protein được tìm thấy ở mức cao hơn trong vùng hippocampi của chuột già, đây là vùng não liên quan chặt chẽ đến việc hình thành trí nhớ.
Dựa trên những quan sát này, Zovkic và nhóm của cô đã suy luận rằng mức H2A.Z càng cao thì khả năng hình thành và duy trì trí nhớ càng bị cản trở. Do đó, nếu sự gia tăng về tuổi tác tương quan với nhiều liên kết H2A.Z hơn, điều đó có thể giải thích cho việc mất trí nhớ do tuổi tác.
“Việc xác định H2A.Z là một protein duy nhất có liên quan đến trí nhớ và tăng lên khi lão hóa có thể là một vấn đề lớn để tạo ra các liệu pháp di truyền hoặc dược phẩm cho chứng suy giảm nhận thức và sa sút trí tuệ liên quan đến tuổi tác. H2A.Z là một mục tiêu điều trị tương đối cụ thể. ”
Iva Zovkic
Các nhà nghiên cứu cho biết, bước tiếp theo từ đây sẽ là kiểm tra lý thuyết của họ trên những con chuột rất già. Nếu ý tưởng của họ được xác nhận bởi các nghiên cứu sâu hơn, các nhà nghiên cứu có kế hoạch tiếp tục và nghiên cứu tác động của H2A.Z đối với con người, những người cũng sản xuất protein này.
Hy vọng cuối cùng của Zovkic và nhóm nghiên cứu là nghiên cứu của họ cuối cùng sẽ dẫn đến các liệu pháp tốt hơn để ngăn ngừa và chống lại chứng mất trí nhớ do tuổi tác.
Zovkic kết luận: “Chúng tôi luôn cố gắng tìm ra các cơ sở phân tử cho trí nhớ và khám phá cách các gen liên quan đến trí nhớ được bật và tắt là một bước đi theo hướng tích cực,” Zovkic kết luận.
