Das Deaktivieren eines Gens (bei Mäusen) erhöht die Intelligenz

Laut Wissenschaftlern der Emory University School of Medicine wird durch das Löschen eines bestimmten Gens in Mäusen ein mysteriöser Bereich des Gehirns freigeschaltet, der ansonsten als relativ unflexibel angesehen wird.

Mäuse mit einem behinderten RGS14-Gen haben eine leichtere Navigation durch Labyrinthe und ein stärkeres Gedächtnis als durchschnittliche Mäuse, was darauf hindeutet, dass das Vorhandensein von RGS14 einige Arten des Lernens einschränkt.

John Hepler, PhD, Professor für Pharmakologie an der Emory University School of Medicine, sagt, dass er und seine Kollegen es scherzhaft das „Homer Simpson-Gen“ genannt haben, weil RGS14 Mäuse mental zurückzuhalten scheint.

Das Gen RGS14 wird hauptsächlich in einem bestimmten Teil - CA2 - des Hippocampus aktiviert, einem gut erforschten Bereich des Gehirns, der an der Verschmelzung neuer Ideen und der Bildung neuer Erinnerungen beteiligt ist. Die CA2-Region liegt jedoch wissenschaftlich abseits der ausgetretenen Pfade und es ist nicht klar, welche Funktionen sie hat, sagt Hepler.

RGS14, das auch beim Menschen vorkommt, wurde vor über einem Jahrzehnt entdeckt. Hepler und seine Kollegen haben früher in anderen Studien gezeigt, dass RGS14 ein Schlüsselkontrollprotein ist, das Moleküle reguliert, die an der Verarbeitung verschiedener Arten von Signalen beteiligt sind, die mit Lernen und Gedächtnis verbunden sind.

Um die Funktionen von RGS14 weiter zu untersuchen, charakterisierte die Doktorandin Sarah Emerson Lee Mäuse, deren RGS14-Gene durch Gen-Targeting-Technologie deaktiviert wurden. Zusammen mit Serena Dudek, PhD vom National Institute of Environmental Health Sciences, beobachtete sie, wie die CA2-Region in den genveränderten Mäusen auf elektrische Stimulation reagierte.

Andere Studien haben gezeigt, wie andere Regionen des Hippocampus die Langzeitpotenzierung nutzen, ein Prozess zur Stärkung der Verbindungen zwischen Neuronen, der nach der Bildung eines neuen Gedächtnisses tatsächlich in einer Kulturschale beobachtet werden kann. Die CA2-Region unterscheidet sich jedoch von anderen Regionen darin, dass sie gegen eine langfristige Potenzierung resistent ist.

Ein weiterer Unterschied in der CA2-Region besteht darin, dass die Neuronen Verletzungen durch Anfälle oder Schlaganfall besser überleben können als die Neuronen in anderen Bereichen des Hippocampus.

Die Forscher waren überrascht zu entdecken, dass die CA2-Region bei Mäusen mit einem behinderten RGS14-Gen nun zu einer „robusten“ Langzeitpotenzierung fähig war. Mit anderen Worten, wenn sie elektrisch stimuliert wurden, stellten die Neuronen dort noch stärkere Verbindungen her.

Später konnten die genveränderten Mäuse Objekte, die zuvor in ihren Käfigen platziert worden waren, besser erkennen als die normalen Mäuse. Sie waren auch geschickter darin, durch ein Wasserlabyrinth zu einer versteckten Fluchtplattform zu navigieren, weil sie sich besser an visuelle Hinweise erinnerten.

"Eine große Frage, die diese Forschung aufwirft, ist, warum wir oder Mäuse ein Gen haben sollten, das uns weniger schlau macht - ein Homer Simpson-Gen?" Hepler sagt.

„Ich glaube, dass wir nicht wirklich das ganze Bild sehen. RGS14 kann ein Schlüsselkontrollgen in einem Teil des Gehirns sein, das, wenn es fehlt oder deaktiviert ist, Gehirnsignale, die für das Lernen und das Gedächtnis wichtig sind, aus dem Gleichgewicht bringt. “

Ein deaktiviertes RGS14 scheint die veränderten Mäuse nicht zu verletzen, aber ihre Gehirnfunktionen wurden möglicherweise auf eine Weise verändert, die Forscher noch nicht identifiziert haben. Neben der Resistenz gegen Anfallsverletzungen gehen bestimmte Arten von CA2-Neuronen bei Schizophrenie verloren, und der Verlust eines anderen Gens, das hauptsächlich in der CA2-Region aktiviert wird, verändert das soziale Verhalten, so Hepler.

"Dies deutet darauf hin, dass diese Mäuse Dinge möglicherweise nicht so leicht vergessen wie andere Mäuse, oder dass sie möglicherweise das soziale Verhalten oder die Empfindlichkeit gegenüber Anfällen verändert haben", sagt er. "Aber nicht unbedingt."

"Der Wunschtraum ist, dass Sie vielleicht eine Verbindung finden könnten, die RGS14 hemmt oder herunterfährt", fügt er hinzu. "Dann könnten Sie vielleicht die Wahrnehmung verbessern."

Zu den Mitarbeitern von Emory gehörten Dr. med. Kerry Ressler, Associate Professor für Psychiatrie und Verhaltenswissenschaften, Yoland Smith, PhD, Forschungsprofessor für Neurologie (beide am Yerkes National Primate Research Center), David Weinshenker, PhD, Associate Professor für Humangenetik und Yue Feng, PhD, außerordentlicher Professor für Pharmakologie, mit zusätzlichen Beiträgen von J. David Sweatt, PhD, Lehrstuhl für Neurobiologie an der Universität von Alabama, Birmingham.

Die Ergebnisse werden online in der veröffentlichtVerfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaftenund die Forschung wurde von den National Institutes of Health unterstützt.

Quelle: Emory University

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