Durante las vacaciones, a menudo recordamos el pasado y creamos nuevos recuerdos. Pero, ¿por qué algunos recuerdos se desvanecen mientras otros duran para siempre? Los científicos del Instituto Stowers de Investigación Médica han identificado un posible mecanismo bioquímico por el cual las células cerebrales especializadas se conocena medida que las neuronas crean y mantienen una memoria a largo plazo a partir de una experiencia fugaz.
La investigación, realizada por el investigador asociado de Stowers Kausik Si, Ph.D., y su equipo, se publica en la edición actual de la revista Celda . Su investigación se basa en estudios previos realizados por Si y Eric Kandel, MD, de la Universidad de Columbia y otros científicos. Estos estudios revelaron que los recuerdos a corto y largo plazo se crean en las sinapsis, las pequeñas uniones entre las neuronas.la experiencia, una fuente de nuestros recuerdos, es capaz de producir un cambio duradero en la fuerza de la conexión sináptica, dice Si.
Para que una memoria perdure, y no se desvanezca, las conexiones sinápticas deben mantenerse fuertes. En un estudio anterior, Kandel y Si identificaron CPEB como una proteína sináptica que es responsable de mantener la fuerza de estas conexiones en la babosa marina,un organismo modelo utilizado en la investigación de la memoria. En una investigación posterior en el Instituto Stowers, Si y su equipo identificaron a Orb2 como la versión de la proteína sináptica de la mosca de la fruta de la mosca CPEB.
En su último estudio, Mohammed 'Repon' Khan, investigador predoctoral en el Si Lab y primer autor de la Celda papel, determinó que Orb2 existe en dos estados físicos distintos, monomérico y oligomérico. Monomérico Orb2 es una molécula única capaz de unirse a otras moléculas. Al igual que CPEB, el Orb2 oligomérico es similar a un prión, es decir, es una copia automáticaSin embargo, a diferencia de los priones que causan enfermedades, Orb2 oligomérico y CPEB no son tóxicos.
El artículo describe cómo Orb2 monomérico se reprime mientras Orb2 oligomérico o similar a un prión activa un paso crucial en el complejo proceso celular que conduce a la síntesis de proteínas. Durante este paso crucial, el ARN mensajero ARNm, que es una copia de ARN de un genreceta para una proteína, es traducida por el ribosoma de la célula en la secuencia de aminoácidos que formarán una proteína recién sintetizada.
"Proponemos que la forma monomérica de Orb2 se una al ARNm objetivo y el ARNm unido se mantenga en un estado reprimido", explica Khan.
Los científicos de Stowers también determinaron que el Orb2 similar a un prión no solo activa la traducción sino que imparte su estado traduccional a las formas monoméricas cercanas de Orb2. Como resultado, el Orb2 monomérico se transforma en Orb2 similar a un prión, y su papel en la traducción cambia de la represióna la activación. Si cree que este interruptor es el posible mecanismo por el cual las experiencias fugaces crean una memoria duradera.
"Debido a la naturaleza autosostenible del estado similar a un prión, esto crea una activación de traducción local y autosostenible del ARNm objetivo Orb2, que mantiene el estado cambiado de la actividad sináptica con el tiempo", dice Si.
El descubrimiento de que los dos estados distintos de Orb2 tienen roles opuestos en el proceso de traducción proporciona "por primera vez un mecanismo bioquímico de traducción persistente específica de sinapsis y memoria duradera", afirma.
"Hasta donde sabemos, este es el primer ejemplo de un interruptor de proteína basado en priones que convierte un represor en un activador", agrega Si. "El reclutamiento de complejos proteicos distintos en las formas no priónicas y similares a los priones para crearLos estados de actividad alterados indican que el comportamiento similar a los priones es esencialmente un interruptor basado en la conformación de proteínas. A través de este interruptor, una proteína puede perder o ganar una función que puede mantenerse con el tiempo en ausencia de los estímulos originales. Aunque tal posibilidad tieneanticipado antes de este estudio, no hubo evidencia directa ".
Otros colaboradores de Stowers para este trabajo incluyen Liying Li, Consuelo Pérez-Sánchez, Anita Saraf, Ph.D., Laurence Florens, Ph.D., Brian Slaughter, Ph.D. y Jay Unruh, Ph.D.
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Materiales proporcionado por Instituto Stowers de Investigación Médica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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