Cientistas conseguem observar moléculas se transformando em memória [vídeo]


Pesquisadores da Universidade Yeshiva (Nova York, EUA) realizaram um feito inédito: acompanharam moléculas viajando em tempo real nos neurônios vivos de ratos para estudar como o cérebro cria memórias.

O esforço para descobrir como os neurônios criam memórias há muito tempo enfrenta um grande obstáculo: neurônios são extremamente sensíveis a qualquer tipo de interrupção. Para analisá-los profundamente sem prejudicá-los, os pesquisadores “etiquetaram” com fluorescência todas as moléculas do RNA mensageiro (mRNA) que codificam proteínas beta-actina – uma proteína estrutural essencial encontrada em grandes quantidades nos neurônios e considerada chave no processo de memorização.

“É digno de nota que fomos capazes de desenvolver este rato sem ter que usar um gene artificial ou outras intervenções que poderiam ter interrompido seus neurônios e questionado nossos resultados”, disse Robert Singer, autor sênior do estudo e professor e copresidente do departamento de anatomia e biologia estrutural do Colégio de Medicina Albert Einstein da Universidade Yeshiva. Os animais permaneceram saudáveis e capazes de se reproduzir.

Na pesquisa descrita em dois artigos publicados na revista Science, os pesquisadores estimularam neurônios do hipocampo de ratos, onde as memórias são feitas e armazenadas, e depois assistiram moléculas fluorescentes se formarem nos núcleos de neurônios e viajarem dentro dos dendritos, ramificações dos neurônios.

Eles descobriram que o mRNA em neurônios é regulado por meio de um processo descrito como “mascaramento” e “desmascaramento”, que permite que a proteína beta-actina seja sintetizada em horários, quantidades e locais específicos.

Os neurônios se unem nas sinapses, onde “espinhas dendríticas” agarraram umas às outras, assim como os dedos de uma mão podem se entrelaçar com os da outra. Evidências indicam que a estimulação neural repetida aumenta a resistência dessas ligações sinápticas, alterando a forma destes “dedos”.

A proteína beta-actina parece fortalecer essas conexões sinápticas, alterando a forma das espinhas dendríticas. Os cientistas pensam que as memórias são codificadas quando conexões sinápticas estáveis de longa duração entre os neurônios entram em contato umas com as outras.

O estudo

O primeiro artigo descreve o trabalho de Hye Yoon Park, estudante de pós-doutorado no laboratório do Dr. Singer que passou três anos desenvolvendo os mRNA fluorescentes.

Ela estimulou neurônios do hipocampo de ratos e observou moléculas recém-formadas dentro de 10 a 15 minutos, indicando que a estimulação do nervo tinha causado transcrição rápida do gene da beta-actina. Outras observações sugeriram que estas moléculas continuamente montavam-se e desmontavam-se em partículas grandes e pequenas, respectivamente.

Estas partículas de mRNA foram vistas viajando para seus destinos em dendritos onde a proteína beta-actina seria sintetizada.
No segundo artigo, a estudante do mesmo laboratório Adina Buxbaum mostrou que os neurônios podem ser únicos na sua maneira de controlar a síntese da proteína beta-actina.

Os neurônios precisam controlar seu mRNA para que ele crie proteína beta-actina apenas em certas regiões na base das espinhas dendríticas. A pesquisa de Buxbaum revelou o mecanismo pelo qual os neurônios lidam com este desafio.

Ela descobriu que, logo que moléculas de mRNA de beta-actina se formam no núcleo de neurônios do hipocampo e viajam para o citoplasma, os mRNAs são embalados em grânulos e assim tornam-se inacessíveis para a produção de proteína. A estudante então percebeu que estimular o neurônio fez com que esses grânulos desmoronassem, e moléculas de mRNA ficassem “desmascaradas” e disponíveis para a síntese de proteína beta-actina.

Mas essa observação levantou uma questão: como é que os neurônios evitam que mRNAs recém-liberados façam mais proteína beta-actina do que é desejável?

A disponibilidade de mRNA em neurônios é um fenômeno transitório. Após as moléculas de mRNA produzirem proteína por alguns minutos, elas se “reembalam” e voltam a ser “mascaradas”.

Estes resultados sugerem que os neurônios têm desenvolvido uma estratégia engenhosa para controlar como as proteínas de memória fazem o seu trabalho.

“Esta observação de que os neurônios ativam seletivamente a síntese de proteínas e, em seguida, a desligam se encaixa perfeitamente com a forma como pensamos que as memórias são feitas”, disse Singer. “A estimulação frequente do neurônio torna o mRNA disponível em explosões controladas, fazendo com que a proteína beta-actina se acumule precisamente onde é necessária para fortalecer a sinapse”.

Fonte: http://hypescience.com/cientistas-conseguem-observar-moleculas-se-transformando-em-memoria-video/

Deixe uma resposta

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s