Jak łączą się białko, pamięć i choroby psychiczne?

Prof. Alexei Morozov z Virginia Tech ustalił, w jaki sposób białko Rap1 kontroluje kanały wapniowe typu L (ang. L-type calcium channels, LTCCs). Struktury te odgrywają ważną rolę w formowaniu długotrwałych wspomnień, skądinąd jednak wiadomo, że u osób z ich mutacjami częściej diagnozuje się schizofrenię i chorobę afektywną dwubiegunową. Wydaje się zatem, że pojedyncze studium wiele wniesie do obu gałęzi nauki.

Rap1 jest GTP-azą, która bierze udział w uczeniu strachu, hamując wydzielanie kwasu L-glutaminowego z neuronów korowych (dotąd naukowcy nie potrafili wskazać mechanizmu inhibicji). LTCCs wiążą się za to z uwalnianiem tego neuroprzekaźnika po uczeniu strachu i wywołaniu długotrwałego wzmocnienia synaptycznego.

Podczas eksperymentów na modelu mysim zespół wyłączał gen kodujący Rap1. Wydzielanie neuroprzekaźników monitorowano za pomocą obrazowania, a kanały wapniowe typu L w synapsach wizualizowano dzięki mikroskopowi elektronowemu. Okazało się, że bez Rap1 w synapsach występowało więcej kanałów typu L, w dodatku były one ciągle aktywne, przez co wydzielało się więcej neurotransmitterów. Wg autorów artykułu z The Journal of Neuroscience, Rap1 odpowiada za hamowanie kanałów wapniowych typu L, pozwalając na ich uaktywnianie tylko w odpowiednich momentach, najprawdopodobniej w czasie tworzenia długotrwałych wspomnień.

W kolejnym etapie sprawdzimy, czy ta ścieżka sygnałowa jest zmieniona u chorych psychicznie. Gdyby stwierdzono, że tak, można by opracować nowe metody terapii.

kanał wapniowy typu L wspomnienia długotrwałe Rap1 GTP-aza białko schizofrenia choroba afektywna dwubiegunowa mutacje Alexei Morozov