Mausstudien-IDs Protein, das für die Flexibilität des Verhaltens erforderlich ist
In der Studie, die in der Zeitschrift erscheint ZellenberichteForscher der New York University stellten fest, dass die Verhaltensflexibilität es uns ermöglicht, unser Verhalten anzupassen, wenn wir mit einer Situation konfrontiert sind, die der Situation in der Vergangenheit ähnlich - aber nicht identisch - ist.
Die Anpassungsfähigkeit wird teilweise durch die Proteinsynthese bestimmt, die erfahrungsabhängige Änderungen der neuronalen Funktion und des Verhaltens hervorruft, so die Forscher.
Sie stellen fest, dass dieser Prozess für viele Menschen, einschließlich derer, die an Autismus und Schizophrenie leiden, beeinträchtigt ist, wodurch eine Anpassung des Verhaltens unter verschiedenen Umständen verhindert wird.
Um herauszufinden, warum, konzentrierten sich die Forscher auf die Kinase PERK, ein Enzym, das die Proteinsynthese reguliert. Laut den Wissenschaftlern ist bekannt, dass PERK eIF2alpha modifiziert, das für eine ordnungsgemäße Proteinsynthese erforderlich ist.
Die Experimente verglichen normale Labormäuse, die das Enzym besaßen, mit denen, denen es fehlte. Die Mäuse wurden beauftragt, durch ein Wasserlabyrinth zu navigieren, wozu auch gehörte, sich auf eine Plattform zu erheben, um aus dem Wasser zu kommen. Normale Mäuse und solche ohne PERK haben gelernt, diese Aufgabe zu erfüllen.
In einem zweiten Schritt testeten die Forscher jedoch die Verhaltensflexibilität der Mäuse, indem sie die Plattform an einen anderen Ort verlegten. Normale Mäuse lokalisierten die Plattform, aber diejenigen, denen PERK fehlte, waren dazu nicht in der Lage oder brauchten erheblich mehr Zeit, um die Aufgabe zu erledigen, sagten die Forscher.
In einem zweiten Experiment hörten sowohl normale als auch mutierte Mäuse einen Ton, dem ein leichter Fußschock folgte. Alle Mäuse entwickelten eine normale Angstreaktion, die im Vorgriff auf den Fußschock bei dem Ton gefroren war. Die Forscher entfernten dann den Fußschock und die Mäuse hörten nur den Ton.
Schließlich passten die normalen Mäuse ihre Reaktionen so an, dass sie nach dem Hören des Tons nicht einfrierten. Die mutierten Mäuse reagierten jedoch weiterhin so, als ob sie einen Fußschock erwarteten.
Um zusätzliche Unterstützung für ihre Schlussfolgerung zu erhalten, dass das Fehlen von PERK zu einer Beeinträchtigung der Verhaltensflexibilität bei neurologischen Störungen des Menschen beitragen kann, führten die Forscher postmortale Analysen von menschlichen frontalen Kortexproben von Patienten mit Schizophrenie, die häufig eine Verhaltensflexibilität aufweisen, und nicht betroffenen Personen durch.
Die Proben aus der Kontrollgruppe zeigten normale PERK-Spiegel, während die Proben der schizophrenen Patienten nach Angaben der Forscher signifikant reduzierte Proteinspiegel aufwiesen.
"Eine schnell wachsende Liste von neurologischen Störungen und neurodegenerativen Erkrankungen, einschließlich Alzheimer-Krankheit, Parkinson-Krankheit und Fragile X-Syndrom, wurde bereits mit einer aberranten Proteinsynthese in Verbindung gebracht", erklärte Eric Klann, Ph.D., Professor am Center for Neural der NYU Wissenschaft und einer der Mitautoren der Studie.
„Unsere Ergebnisse zeigen die Bedeutung von PERK für die Aufrechterhaltung der Verhaltensflexibilität und wie seine Abwesenheit mit Schizophrenie verbunden sein könnte.
"Weitere Studien, die die spezifische Rolle der PERK-regulierten Proteinsynthese im Gehirn klären, könnten neue Wege bieten, um solche weit verbreiteten und oft schwächenden neurologischen Störungen zu bekämpfen."
Quelle: New York University
