Disabilitare un gene (nei topi) aumenta l'intelligenza

L'eliminazione di un determinato gene nei topi sblocca un'area misteriosa del cervello che altrimenti sarebbe considerata relativamente rigida, secondo gli scienziati della Emory University School of Medicine.

I topi con un gene RGS14 disabilitato hanno una navigazione più facile nei labirinti e una memoria più forte rispetto ai topi medi, suggerendo che la presenza di RGS14 limita alcuni tipi di apprendimento.

Poiché RGS14 sembra trattenere mentalmente i topi, John Hepler, PhD, professore di farmacologia presso la Emory University School of Medicine, afferma che lui ei suoi colleghi lo hanno scherzosamente chiamato "il gene Homer Simpson".

Il gene RGS14 è attivato principalmente in una parte particolare - chiamata CA2 - dell'ippocampo, un'area del cervello ben studiata e coinvolta nella fusione di nuove idee e nella formazione di nuovi ricordi. La regione CA2, tuttavia, è scientificamente fuori dai sentieri battuti e non è chiaro quali siano le sue funzioni, afferma Hepler.

RGS14, che si trova anche negli esseri umani, è stato scoperto più di dieci anni fa. Hepler e colleghi hanno già dimostrato in altri studi che RGS14 è una proteina di controllo chiave che regola le molecole coinvolte nell'elaborazione di vari tipi di segnali associati all'apprendimento e alla memoria.

Per approfondire le funzioni di RGS14, la studentessa laureata Sarah Emerson Lee ha caratterizzato topi i cui geni RGS14 sono stati disabilitati attraverso la tecnologia di targeting genetico. Insieme a Serena Dudek, PhD, del National Institute of Environmental Health Sciences, ha osservato come la regione CA2 nei topi con alterazione genica ha risposto alla stimolazione elettrica.

Altri studi hanno dimostrato come altre regioni dell'ippocampo utilizzino il potenziamento a lungo termine, un processo di rafforzamento delle connessioni tra neuroni che può effettivamente essere visto in un piatto di coltura dopo la formazione di una nuova memoria. La regione CA2, tuttavia, è diversa dalle altre regioni in quanto è resistente al potenziamento a lungo termine.

Un'altra differenza nella regione CA2 è che i neuroni sono più capaci di sopravvivere a lesioni da convulsioni o ictus rispetto ai neuroni in altre aree dell'ippocampo.

I ricercatori sono rimasti sorpresi nello scoprire che, nei topi con un gene RGS14 disabilitato, la regione CA2 era ora in grado di potenziare "robusto" a lungo termine. In altre parole, quando stimolati elettricamente, i neuroni stabilivano connessioni ancora più forti.

Successivamente, i topi alterati dal gene sono stati in grado di riconoscere gli oggetti precedentemente collocati nelle loro gabbie meglio dei topi normali. Erano anche più abili nel navigare attraverso un labirinto d'acqua fino a una piattaforma di fuga nascosta perché ricordavano meglio i segnali visivi.

"Una grande domanda che questa ricerca solleva è perché noi, o i topi, dovremmo avere un gene che ci rende meno intelligenti: un gene di Homer Simpson?" Dice Hepler.

“Credo che non stiamo davvero vedendo il quadro completo. RGS14 può essere un gene di controllo chiave in una parte del cervello che, quando manca o è disabilitato, fa cadere segnali cerebrali importanti per l'apprendimento e la memoria fuori equilibrio ".

Avere un RGS14 disabilitato non sembra danneggiare i topi alterati, ma le loro funzioni cerebrali potrebbero essere state alterate in un modo che i ricercatori non hanno ancora identificato. Oltre ad essere resistenti alle lesioni da convulsioni, alcuni tipi di neuroni CA2 vengono persi nella schizofrenia e la perdita di un altro gene attivato principalmente nella regione CA2 altera i comportamenti sociali, osserva Hepler.

"Questo suggerisce che questi topi potrebbero non dimenticare le cose facilmente come altri topi, o forse hanno alterato il comportamento sociale o la sensibilità alle convulsioni", dice. "Ma non necessariamente."

"Il sogno irrealizzabile è che forse potresti trovare un composto che inibisca l'RGS14 o lo spenga", aggiunge. "Allora, forse, potresti migliorare la cognizione."

A Emory, i collaboratori includevano Kerry Ressler, MD, PhD, professore associato di psichiatria e scienze comportamentali, Yoland Smith, PhD, professore di ricerca di neurologia (entrambi presso il Yerkes National Primate Research Center), David Weinshenker, PhD, professore associato di genetica umana e Yue Feng, PhD, professore associato di farmacologia, con ulteriori contributi di J. David Sweatt, PhD, presidente di neurobiologia presso l'Università dell'Alabama, Birmingham.

I risultati sono pubblicati online nelAtti della National Academy of Sciencese la ricerca è stata sostenuta dal National Institutes of Health.

Fonte: Emory University