Comprender cómo se forman y recuperan los recuerdos tiene aplicaciones en los trastornos psiquiátricos, neurológicos y neurodegenerativos, y puede ser útil para atenuar los recuerdos desadaptativos en los trastornos psiquiátricos.
Se han observado dos hallazgos generales en la reconsolidación de la memoria, que es la recuperación y el fortalecimiento de una memoria reciente. El primer hallazgo general es que, durante la reconsolidación de la memoria, los cambios en el control de la traducción, el proceso de formar nuevas proteínas a partir de genes activados,- ocurren en áreas del cerebro relacionadas con la formación de la memoria.
Ahora, los investigadores de la Universidad de Alabama en Birmingham han descrito un nuevo mecanismo que vincula el cambio epigenético con el control de la traducción. En el Revista de Neurociencia , informan cómo varios cambios epigenéticos particulares en el hipocampo del cerebro de la rata controlan la regulación aguas abajo de la traducción en las neuronas cerebrales durante la reconsolidación de la memoria del miedo, actuando a través de un gen llamado Pten. El objetivo aguas abajo afectado por los cambios en los niveles de enzimas PTEN es el AKT-mTOR, una de las principales vías de control de la traducción involucradas en la reconsolidación de la memoria. PTEN ya era conocido por ser un potente inhibidor de AKT-mTOR, pero no estaba previamente relacionado con el control epigenético de la memoria.
"Estos hallazgos podrían ser críticos en el tratamiento de los trastornos de la memoria, como el trastorno de estrés postraumático", dijo Farah D. Lubin, Ph.D., profesora asociada en el Departamento de Neurobiología de la UAB. "Se cree que el TEPT es causadopor la falta de extinción de una memoria de miedo. Alterar esta memoria durante el proceso de reconsolidación podría ayudar a volver a asociar la memoria con un contexto menos traumático ".
La consolidación de la memoria es el proceso que estabiliza una memoria después de que se adquiere por primera vez en el cerebro. La reconsolidación de la memoria ocurre cuando se recupera esa memoria, y la memoria puede modificarse o fortalecerse.
En el estudio dirigido por Lubin, los investigadores encontraron que la recuperación de una memoria de miedo contextual en ratas aumentó brevemente los niveles de la enzima EZH2, una enzima conocida por agregar grupos metilo a las histonas. Las histonas son proteínas que ayudan a empaquetar y ordenar el ADN en el cromosoma, y también juegan un papel en la regulación del gen epigenético. Junto con el aumento de EZH2, los investigadores encontraron un aumento de la metilación de la histona H3, específicamente la adición de tres grupos metilo al aminoácido lisina 27 de la histona H3. Esa trimetilación de la histona porEZH2, conocido como H3K27me3, se correlacionó con niveles disminuidos de enzima PTEN.
El examen del ADN que codifica el gen Pten mostró niveles aumentados de H3K27me3 unidos al ADN, así como la metilación del ADN, a través de las regiones promotoras y codificadoras del gen Pten. La metilación del ADN es otra forma de control epigenético, y ambosel cambio epigenético de histona y el cambio epigenético de ADN indicaron silenciamiento transcripcional del gen Pten.
Los investigadores de la UAB luego usaron ARN interferente pequeño, o ARNip, para derribar genes. A través de experimentos de demolición, demostraron que los niveles de H3K27me3 y PTEN parecen controlar directamente la vía AKT-mTOR.
La eliminación del gen de la enzima metiltransferasa H3K27me3, Ezh2, en el hipocampo, que es la región de consolidación de la memoria del cerebro, evitó la disminución de PTEN y la activación de AKT-mTOR durante la reconsolidación de la memoria. Pero cuando los genes Ezh2 y Pten estabanderribado al mismo tiempo, se activó la vía AKT-mTOR.
"En el presente estudio, encontramos que H3K27me3 regula la represión de Pten necesaria para la fosforilación de mTOR durante la reconsolidación de la memoria", dijo Lubin. "Como resultado, hemos identificado una nueva ruta epigenética crítica para la regulación de los mecanismos de control traslacional durante la reconsolidación de la memoria."
Los coautores con Lubin del artículo, "La actividad de la metiltransferasa EZH2 controla la expresión de Pten y la señalización de mTOR durante la reconsolidación de la memoria del miedo", son Timothy J. Jarome, Gabriella A. Pérez, Rebecca M. Hauser y Katrina M. Hatch, Departamento de la UABde Neurobiología.
Este trabajo fue apoyado por las subvenciones MH097909, NS090250 y NS095775 de los Institutos Nacionales de Salud; el Instituto Cerebral Evelyn F. McKnight de la UAB; una beca postdoctoral de la Federación Estadounidense de Investigación sobre el Envejecimiento PD16051; y el Programa Académico de Preparación de la UAB.
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Materiales proporcionado por Universidad de Alabama en Birmingham . Original escrito por Jeff Hansen. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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