Gen humano afecta a la memoria

Científicos del NIH han demostrado que una variante del gen influye en la memoria común para los eventos en los seres humanos mediante la alteración de un factor de crecimiento en el cubo de memoria del cerebro. En promedio, las personas con una determinada versión del gen que codifica para el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) se desempeñaron peor en pruebas de memoria episódica - tareas como recordar lo que pasó ayer. También mostraron diferencias en la activación del hipocampo, un área del cerebro conocida para mediar en la memoria y los signos de disminución de la salud neuronal y las interconexiones.

Estos efectos son probablemente atribuible a un movimiento limitado y la secreción de BDNF dentro de las células, de acuerdo con el estudio, que revela cómo un gen afecta a la gama normal de la memoria humana, y confirma que el BDNF afecta a la función del hipocampo humano tanto como lo hace animales '.

Michael Egan, MD, Daniel Weinberger, MD, Instituto Nacional de Salud Mental (NIMH), Bai Lu, Ph.D., Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano (NICHD) y sus colegas, informan sobre su descubrimiento en la edición del 24 de enero de la célula.

Longitud conocido por ser crítico para el crecimiento y la supervivencia de las neuronas, BDNF también se ha demostrado recientemente que desempeñar un papel clave en la memoria y la función del hipocampo en animales. Para saber si funciona de manera similar en los seres humanos, los investigadores exploraron las consecuencias de una pequeña variación en el gen BDNF humano, donde su composición molecular difiere ligeramente entre los individuos. Las personas heredan dos copias del gen BDNF - uno de cada padre - en cualquiera de las dos versiones. Algo más de un tercio de heredar al menos una copia de una versión apodado "conoció", que los investigadores han relacionado con la memoria más pobre.

Se llama "satisfecho" porque su secuencia química contiene el aminoácido metionina en un lugar donde la versión más común, "val", contiene valina.

"Estamos encontrando que esta una sustitución de aminoácido ejerce una influencia sustancial en la memoria humana, presumiblemente a causa de sus efectos sobre la biología del hipocampo", dijo Weinberger.

A pesar de su efecto negativo en la memoria, la "conoció" la supervivencia de la versión en el genoma humano sugiere que "puede conferir alguna ventaja compensatoria en otros procesos biológicos", señalan los investigadores. Aunque se encontraron con que no confiere una mayor susceptibilidad a la esquizofrenia, que sugieren que el "Met" variante podría contribuir al riesgo de - o aumentar el deterioro funcional en - otros trastornos relacionados con la disfunción del hipocampo, como enfermedades o trastornos del estado de ánimo de Alzheimer.

Sobre la base de los participantes en el estudio hermano intramural NIMH de la esquizofrenia, Egan y colegas evaluaron su primera función del hipocampo y lo relacionaron con sus tipos de genes de BDNF.

Entre 641 controles normales, los pacientes con esquizofrenia y sus hermanos no afectados, los que habían heredado dos copias de la variante "conocido" puntuaron significativamente más bajo que sus pares emparejados en las pruebas de episódica (evento) de memoria verbal. En particular, los controles normales con dos copias del "conocido" anotaron 40 por ciento en el recuerdo diferido, en comparación con el 70 por ciento para aquellos con dos copias de "val". BDNF tipo de gen no tuvo efecto significativo en las pruebas de otros tipos de memoria, como la memoria semántica o de trabajo.

Luego, los investigadores midieron la actividad cerebral en dos grupos separados de sujetos sanos mientras realizaban una tarea de memoria de trabajo que normalmente se apaga la actividad del hipocampo.

La resonancia magnética funcional (fMRI) revelaron que las personas con una copia del "conocido" mostraron un patrón de activación a lo largo de los lados del hipocampo, en contraste con la falta de activación entre las personas con dos copias de "val".

A continuación, un escáner de resonancia magnética se utilizó para medir los niveles de un marcador dentro de las neuronas que indican la salud y la abundancia de las sinapsis de la célula - diminutas uniones a través del cual las neuronas se comunican entre sí. Una vez más, los sujetos con una copia del "conocido" tenían niveles más bajos de la marca, N-acetil-aspartato (NAA), que correspondió a individuos con dos copias de "val". El análisis mostró que los niveles de NAA cayeron como el número de heredado "conoció" variantes aumentaron, lo que sugiere un posible "efecto de dosis".

A diferencia de otros factores de crecimiento, BDNF hipocampo se secreta, en parte, en respuesta a la actividad neuronal, lo que es un candidato probable para un papel clave en la plasticidad sináptica, el aprendizaje y la memoria. Para explorar posibles mecanismos subyacentes a la observada "cumplido" - efecto memoria relacionada, los investigadores examinaron la distribución, el procesamiento y la secreción de las proteínas BDNF expresadas por las dos variantes de genes diferentes en las células del hipocampo. Cuando etiquetados las variantes de genes con proteína fluorescente verde y los introducen en neuronas cultivadas, descubrieron que "val" BDNF se extiende por toda la celda y en las dendritas ramificadas que forman sinapsis, mientras que "Met" de BDNF en su mayoría grupos dentro del cuerpo de la célula sin ser transportado a las sinapsis. Para regular la función de la memoria, BDNF debe ser secretada cerca de las sinapsis.

"Nos sorprendimos al ver que la secreción de BDNF 'cumplido' no puede ser regulada adecuadamente por la actividad neuronal", dijo Lu.

Los decrementos de memoria observados son probablemente atribuible a la falta de "cumplido" BDNF para llegar a las sinapsis, así como su incapacidad para secretar en respuesta a la actividad neuronal, dicen los investigadores.

"Nuestro estudio proporciona datos directa in vivo que los mecanismos moleculares relacionados con la secreción de la actividad dependiente de BDNF y de señalización, tales como la plasticidad sináptica, puede ser la base ampliado en gran medida el sistema de memoria verbal mediada por los seres humanos, tal como lo hace para las formas más rudimentarias de la memoria en animales ", dijo Egan.

En seguimiento de sus clientes potenciales, los investigadores están buscando una posible conexión con BDNF los problemas de memoria y cambios de hipocampo de la enfermedad de Alzheimer, la depresión y el envejecimiento normal.

También participaron en el estudio fueron: Dres. Joseph Callicott, Terry Goldberg, Bhaskar Kolachana, Alessandro Bertolino, NIMH; Dres. Masami Kojima, Eugene Zaitsev, NICHD; Dr. David Goldman, Instituto Nacional sobre el Abuso de Alcohol y Alcoholismo (NIAAA); Dres. Bert Oro, Michael Dean, Instituto Nacional del Cáncer (NCI).

NIMH, NICHD, NIAAA y NCI forma parte de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), la agencia principal del Gobierno Federal para la investigación biomédica y conductual. NIH es un componente del Departamento de Salud y Servicios Humanos de Estados Unidos.