Para peneliti di Picower Institute of the Massachusetts Institute of Technology mengungkapkan bahwa neuron dan sel glial memecah DNA mereka pada posisi tertentu selama pembentukan memori.

Selama pembelajaran dan pembentukan memori, neuron menghasilkan istirahat dalam DNA mereka untuk memfasilitasi ekspresi cepat gen tertentu. Mekanisme ini telah diketahui sejak 2015, ketika tim peneliti dari Institut Picower dari Institut Teknologi Massachusets menunjukkan dalam kultur sel neuron bahwa aktivitas saraf menghasilkan pemutusan pada untai ganda DNA.

Istirahat yang terkait dengan aktivitas neuron tidak terjadi di situs acak dalam genom, melainkan terjadi di daerah promotor gen respons awal, yang pertama diekspresikan dalam neuron setelah menerima impuls, untuk mendukung ekspresi mereka.

Neuron “mematahkan” DNA mereka secara in vivo

Tim peneliti yang sama telah mengkonfirmasi bahwa hasil pertama mereka, yang diperoleh dalam sel yang dikultur, meluas ke korteks prefontral dan hipokampus hewan hidup , khususnya tikus. Selain itu, ia telah menganalisis secara rinci di mana breakpoints terjadi dan bagaimana mereka terkait dengan ekspresi gen dalam sel yang terkena.

“Kami ingin memahami dengan tepat seberapa luas dan ekstensif aktivitas ini di otak selama pembentukan memori karena dapat memberi kami informasi tentang bagaimana ketidakstabilan genom dapat melemahkan kesehatan otak di sepanjang jalan,” kata profesor Li-Huei Tsai di Departemen Sains. Kognitif dan Otak di Picower Institute, pemimpin MIT Brain and Aging Initiative dan direktur pekerjaan.

Para peneliti menggunakan tes ketakutan yang dikondisikan untuk menghasilkan memori yang kuat pada hewan terhadap rangsangan tertentu dan menganalisis di mana lokasi genom DNA yang rusak terkait dengan pembelajaran terjadi.

Tim menemukan bahwa induksi memori menyebabkan lebih dari 300 titik pemutusan DNA di korteks prefrontal atau hippocampus, lebih dari 200 umum di antaranya . Jumlah breakpoint dan gen terkait lebih tinggi daripada yang diperoleh sebelumnya dalam kultur sel, menunjukkan bahwa mekanismenya lebih luas daripada yang diperkirakan sebelumnya. Selain itu, banyak dari gen ini dikenal karena perannya dalam fungsi sinaptik, pembelajaran, dan memori.

Sel glial juga “mematahkan” DNA mereka

Berbeda dengan penelitian sebelumnya, di mana hanya neuron yang dipertimbangkan, dalam kasus ini, para peneliti telah mengevaluasi kemunculan titik putus dalam DNA jenis sel saraf lain seperti sel glial.

Tim telah mendeteksi bahwa pemutusan DNA juga terjadi pada jenis sel ini dan telah menemukan perubahan ekspresi ekspresi pada ratusan gen.

Di antara gen di mana breakpoints yang terkait dengan aktivitas sinaptik dan memori diamati, para peneliti menyoroti yang diatur oleh glukokortikoid seperti kortikosteron. Faktanya, para peneliti telah mengamati bahwa aktivasi reseptor glukokortikoid menginduksi jenis pemutusan DNA yang sama dengan ketakutan yang terkondisi, dan penghambatannya mencegah ekspresi gen yang terlibat dalam mekanisme ini.

“Kemampuan glia untuk menghasilkan respons transkripsi yang kuat terhadap glukokortikoid dapat memiliki peran yang jauh lebih penting dalam respons terhadap stres dan dampak yang lebih besar pada otak selama pembelajaran daripada yang diperkirakan sebelumnya,” para penulis menunjukkan dalam pekerjaan.

Mengingat bahwa pembentukan pemutusan DNA adalah mekanisme umum dalam fungsi neuron dan sel glial, para peneliti juga bertanya-tanya apakah mengubah proses ini dapat mempengaruhi kesehatan otak. Studi masa depan harus mengevaluasi kemungkinan ini.

Sumber : http://biotech-spain.com/es/articles/neuronas-y-c-lulas-gliales-rompen-su-adn-cuando-se-forman-memorias/