Bara några drycker ändrar hur minnen bildas på grundnivå, molekylär nivå, enligt en ny studie med flugor.

En av de många utmaningarna i kampen mot alkoholberoende och andra missbruksstörningar är risken för återfall, även efter framsteg mot återhämtning. Även piskiga fruktflugor har en hankering för alkohol, och eftersom de molekylära signalerna som är involverade i att bilda flugorens belöning och undvikande minnen är mycket samma som hos människor, är de en bra modell för studier.

Den nya forskningen visar att alkohol kapar denna minnesbildningsväg och förändrar proteinerna som uttrycks i neuronerna och bildar begär.

Dåliga erfarenheter, goda tider

Karla Kaun, biträdande professor i neurovetenskap vid Brown University och senior författare av tidningen, arbetade med ett team av doktorander, tekniker och postdoktorare för att avslöja de molekylära signalvägarna och förändringar i genuttryck som är inblandade i att skapa och behålla belöningsminne.

"En av de saker jag vill förstå är varför missbruk missbruk kan ge riktigt givande minnen när de faktiskt är neurotoxiner", säger Kaun, som är ansluten till Browns Carney Institute for Brain Science.

"Alla droger av missbruk-alkohol, opiater, kokain, metamfetamin-har negativa biverkningar. De gör människor illamående eller de ger folk kakor, så varför hittar vi dem så givande? Varför kommer vi ihåg de goda sakerna om dem och inte de dåliga? Mitt lag försöker förstå på molekylär nivå vilka droger av missbruk som gör minnen och varför de orsakar begär. "

När forskare förstår vilka molekyler som förändras när man vill ha önskningar, kan de ta reda på hur man hjälper till med att återvinna alkoholister och missbrukare genom att kanske minska hur länge de begärda minnena är kvar, eller hur intensiva de är, säger Kaun.

dominoeffekt

Fruktflugor har bara 100,000-neuroner, medan människor har mer än 100-miljarder. Den mindre skalaen - plus det faktum att generationer av forskare har utvecklat genetiska verktyg för att manipulera aktiviteten hos dessa neuroner vid kretsen och molekylär nivå - gjorde frukten flyga den perfekta modellorganismen för Kauns lag för att reta ut de gener och molekylära signalvägar som är inblandade i alkohol belöning minnen, säger hon.

Forskarna använde genetiska verktyg för att selektivt stänga av nyckelgener medan du tränar flugorna där du hittar alkohol. Detta gjorde det möjligt för dem att se vilka proteiner som krävdes för detta belöningsbeteende.

En av proteinerna som ansvarar för flugens preferens för alkohol är Notch, fann forskarna. Notch är den första "domino" i en signalväg som är involverad i embryonutveckling, hjärnutveckling och funktion hos vuxna hjärnor hos människor och alla andra djur. Molekylära signalvägar är inte till skillnad från domänernas kaskad - när den första dominoen faller (i detta fall aktiverar den biologiska molekylen), triggar den mer som triggar mer och så vidare.

En av de nedströms dominerna i signalvägen som alkohol påverkar är en gen som kallas dopamin-2-liknande receptor, vilket gör ett protein på neuroner som känner igen dopamin, den ”må bra” neurotransmittorn.

"Dopamin-2-liknande receptorn är känd för att vara inblandad i att koda om ett minne är glädjande eller avyttrande", säger postdoktorforskaren Emily Petruccelli, som nu är assistent professor med sitt eget laboratorium vid Southern Illinois University. Och alkohol kapar denna konserverade minnesväg för att bilda begär.

När det gäller den alkoholbelönade vägen som studerades, sände signalkaskaden inte dopaminreceptorgenen på eller av, eller öka eller minska mängden protein som framställts, säger Kaun. Istället hade den en subtilare effekt - det förändrade versionen av proteinet som gjordes av en enda aminosyra "brev" i ett viktigt område.

På och av

"Vi vet inte vad de biologiska konsekvenserna av den lilla förändringen är, men en av de viktiga resultaten från denna studie är att forskare behöver se inte bara på vilka gener som slås på och av, men vilka former av varje gen är bli på och av, säger Kaun. "Vi tycker att dessa resultat är mycket troliga att översätta till andra former av missbruk, men ingen har undersökt det."

Laget fortsätter sitt arbete genom att studera de effekter som opiater har på samma konserverade molekylära vägar. Dessutom arbetar Kaun med John McGeary, en biträdande professor i psykiatri och mänskligt beteende, för att titta på DNA-prover från patienter med alkoholmissbruksstörningar för att se om de har genetiska polymorfier i någon av de begärrelaterade gener som upptäckts i flugor.

"Om detta fungerar på samma sätt hos människor, är ett glas vin tillräckligt för att aktivera vägen, men det återgår till normalt inom en timme," säger Kaun. "Efter tre glasögon, med en timmes mellanrum, återgår inte vägen till normal efter 24 timmar. Vi tror att denna uthållighet är sannolikt vad som ändrar genuttrycket i minneskretsar.

"Bara något att tänka på nästa gång du delar en flaska vin med en vän eller make," tillägger hon.

Resultaten förekommer i tidningen Neuron. De nationella instituten för hälsa finansierade forskningen.

Källa: Brown University

relaterade böcker

at InnerSelf Market och Amazon