Bare et par drinks ændrer, hvordan erindringer dannes på det grundlæggende, molekylære niveau, ifølge en ny undersøgelse med fluer.

En af de mange udfordringer med kampen mod alkoholafhængighed og andre stofmisbrugsforstyrrelser er risikoen for tilbagefald, selv efter fremskridt mod bedring. Selv irriterende frugtfluer har lyst til alkohol, og fordi de molekylære signaler, der er involveret i dannelsen af ​​flueres belønning og undgåelsesminder, er meget de samme som hos mennesker, er de en god model til undersøgelse.

Den nye forskning finder ud af, at alkohol kaprer denne hukommelsesdannelsesvej og ændrer proteinerne udtrykt i neuronerne og danner trang.

Dårlige oplevelser, gode tider

Karla Kaun, assisterende professor i neurovidenskab ved Brown University og seniorforfatter af papiret, arbejdede sammen med et team af studerende, teknikere og postdoktorale forskere for at afdække de molekylære signalveje og ændringer i genekspression involveret i at skabe og vedligeholde belønningsminder.

”En af de ting, jeg vil forstå, er, hvorfor misbrugsmedicin kan producere virkelig givende minder, når de faktisk er neurotoksiner,” siger Kaun, der er tilknyttet Browns Carney Institute for Brain Science.

”Alle stoffer, der misbruges - alkohol, opiater, kokain, methamfetamin - har bivirkninger. De gør folk kvalme, eller de giver folk tømmermænd, så hvorfor finder vi dem så givende? Hvorfor husker vi de gode ting ved dem og ikke de dårlige? Mit team forsøger at forstå på molekylært niveau, hvad misbrugsmedicin gør ved minder, og hvorfor de forårsager trang. ”

Når forskere først forstår, hvilke molekyler der ændrer sig, når cravings dannes, kan de finde ud af, hvordan de kan hjælpe med at komme sig alkoholikere og narkomaner ved måske at mindske hvor længe de trangende minder varer, eller hvor intense de er, siger Kaun.

Domino-effekt

Frugtfluer har kun 100,000 neuroner, mens mennesker har mere end 100 milliarder. Den mindre skala - plus det faktum, at generationer af forskere har udviklet genetiske værktøjer til at manipulere aktiviteten af ​​disse neuroner på kredsløb og molekylært niveau - gjorde, at frugten flyver til den perfekte modelorganisme for Kauns team til at drille de involverede gener og molekylære signalveje. i alkohol belønningsminder, siger hun.

Forskerne brugte genetiske værktøjer til selektivt at slå nøglegen fra, mens de træner fluerne, hvor de skal finde alkohol. Dette gjorde det muligt for dem at se, hvilke proteiner der var nødvendige for denne belønningsadfærd.

Et af proteinerne, der er ansvarlige for fluenes præference for alkohol, er Notch, fandt forskerne. Notch er den første "domino" i en signalvej, der er involveret i embryoudvikling, hjerneudvikling og voksen hjernefunktion hos mennesker og alle andre dyr. Molekylære signalveje er ikke ulig en kaskade af dominoer - når den første domino falder (i dette tilfælde aktiveres det biologiske molekyle), udløser det mere, der udløser mere og så videre.

En af de nedstrøms dominoer i signalvejen, som alkohol påvirker, er et gen kaldet dopamin-2-lignende receptor, der fremstiller et protein på neuroner, der genkender dopamin, den ”feel-good” neurotransmitter.

”Det er kendt, at den dopamin-2-lignende receptor er involveret i kodning af, om en hukommelse er behagelig eller afskrækkende,” siger postdoktorforsker Emily Petruccelli, som nu er assisterende professor med sit eget laboratorium ved Southern Illinois University. Og alkohol kaprer denne konserverede hukommelsesvej for at danne trang.

I tilfældet med den undersøgte alkoholbelønningsvej slog signalkaskaden ikke dopaminreceptorgenet til eller fra eller øgede eller formindskede mængden af ​​fremstillet protein, siger Kaun. I stedet havde det en subtilere effekt - det ændrede den version af proteinet, der blev fremstillet af en enkelt aminosyre "bogstav" i et vigtigt område.

Tændt og slukket

”Vi ved ikke, hvad de biologiske konsekvenser af den lille ændring er, men en af ​​de vigtige fund fra denne undersøgelse er, at forskere ikke kun skal se på, hvilke gener der tændes og slukkes, men hvilke former for hvert gen der er bliver tændt og slukket, ”siger Kaun. "Vi tror, ​​at disse resultater med stor sandsynlighed kan oversættes til andre former for afhængighed, men ingen har undersøgt det."

Holdet fortsætter sit arbejde ved at undersøge de effekter, som opiater har på de samme konserverede molekylære veje. Derudover arbejder Kaun med John McGeary, en assisterende professor i psykiatri og menneskelig adfærd, for at se på DNA-prøver fra patienter med alkoholmisbrugsforstyrrelser for at se, om de har genetiske polymorfier i nogen af ​​de trangrelaterede gener, der er opdaget i fluer.

”Hvis dette fungerer på samme måde hos mennesker, er et glas vin nok til at aktivere vejen, men det vender tilbage til det normale inden for en time,” siger Kaun. ”Efter tre briller, med en times pause imellem, vender stien ikke tilbage til normal efter 24 timer. Vi tror, ​​at denne vedholdenhed sandsynligvis er det, der ændrer genekspressionen i hukommelseskredsløb.

”Bare noget at huske på, næste gang du deler en flaske vin med en ven eller ægtefælle,” tilføjer hun.

Resultaterne vises i tidsskriftet Neuron. National Institutes of Health finansierede forskningen.

Kilde: Brown University

Relaterede bøger

at InnerSelf Market og Amazon