Bare noen få drinker endrer hvordan minner blir dannet på grunnleggende, molekylært nivå, ifølge en ny studie med fluer.

En av de mange utfordringene ved å kjempe med alkoholavhengighet og andre rusmiddelforstyrrelser er risikoen for tilbakefall, selv etter fremgang mot utvinning. Selv pesky fruktfluer har en hankering for alkohol, og fordi de molekylære signalene som er involvert i å danne flygeres belønning og unngåingsminner, er mye de samme som hos mennesker, er de en god modell for studier.

Den nye undersøkelsen finner ut at alkohol kapsler denne minneformasjonsveien og endrer proteiner uttrykt i nevronene, og danner trang.

Dårlige opplevelser, gode tider

Karla Kaun, assisterende professor i nevrovitenskap ved Brown University og senior forfatter av papiret, jobbet med et team av studenter, teknikere og postdoktorale forskere for å avdekke de molekylære signalveiene og endringer i genuttrykk involvert i å lage og vedlikeholde belønningsminner.

"En av tingene jeg vil forstå er hvorfor misbrukmisbruk kan gi virkelig givende minner når de faktisk er nevrotoksiner," sier Kaun, som er tilknyttet Browns Carney Institute for Brain Science.

"Alle rusmidler, alkohol, opiater, kokain, metamfetamin, har uønskede bivirkninger. De gjør folk kvalme, eller de gir folk kleshengere, så hvorfor finner vi dem så givende? Hvorfor husker vi de gode tingene om dem og ikke de dårlige? Teamet mitt prøver å forstå på et molekylært nivå hvilke stoffer som misbruk gjør for minner og hvorfor de forårsaker trang. "

Når forskerne forstår hvilke molekyler som endrer seg når det er behov for trang, kan de finne ut hvordan de kan hjelpe til med å gjenopprette alkoholikere og rusmisbrukere ved å kanskje redusere hvor lenge trangsminnene varer, eller hvor intense de er, sier Kaun.

dominoeffekt

Fruktfluer har bare 100,000-neuroner, mens mennesker har mer enn 100-milliarder. Den mindre skalaen - pluss det faktum at generasjoner av forskere har utviklet genetiske verktøy for å manipulere aktiviteten til disse nervene ved krets og molekylivå - gjorde frukten fly den perfekte modellorganismen for Kauns team for å plage de genene og molekylære signalveiene involvert i alkohol belønning minner, sier hun.

Forskerne brukte genetiske verktøy for å selektivt slå av nøkkelgener mens du trener fluene hvor du skal finne alkohol. Dette gjorde det mulig for dem å se hvilke proteiner som var påkrevd for denne belønningsatferden.

En av proteinene som er ansvarlig for fluens preferanse for alkohol, er Notch, fant forskerne. Notch er den første "domino" i en signalvei involvert i embryoutvikling, hjernens utvikling og voksen hjernefunksjon hos mennesker og alle andre dyr. Molekylære signalveier er ikke ulikt en kaskade av dominoer - når den første dominoen faller (i dette tilfellet aktiverer det biologiske molekylet), trigger det mer som utløser mer og så videre.

En av de nedstrøms dominoene i signalveien som alkohol påvirker, er et gen som kalles dopamin-2-lignende reseptor, som lager et protein på nevroner som gjenkjenner dopamin, den ”feel-good” nevrotransmitteren.

"Den dopamin-2-lignende reseptoren er kjent for å være involvert i å kode om et minne er behagelig eller aversive," sier postdoktorforsker Emily Petruccelli, som nå er assisterende professor med eget laboratorium ved Southern Illinois University. Og alkohol kapsler denne konserverte minnestien for å danne trang.

I tilfelle av alkoholbelønningsveien studert, slår signalkaskaden ikke dopaminreceptorgenet på eller av, eller øker eller reduserer mengden protein som er gjort, sier Kaun. I stedet hadde den en subtilere effekt - det endret versjonen av proteinet laget av en enkelt aminosyre "brev" i et viktig område.

På og av

"Vi vet ikke hva de biologiske konsekvensene av den lille forandringen er, men en av de viktigste funnene fra denne studien er at forskere må se ikke bare på hvilke gener som blir slått av og på, men hvilke former for hvert gen er blir slått på og av, sier Kaun. "Vi tror at disse resultatene er svært sannsynlig å oversette til andre former for avhengighet, men ingen har undersøkt det."

Laget fortsetter sitt arbeid ved å studere effektene som opiater har på de samme konserverte molekylveiene. I tillegg jobber Kaun med John McGeary, en assisterende professor i psykiatri og menneskelig atferd, for å se på DNA-prøver fra pasienter med alkoholmisbruddssykdommer for å se om de har genetiske polymorfier i noen av de craving-relaterte gener oppdaget i fluer.

"Hvis dette virker på samme måte hos mennesker, er et glass vin nok til å aktivere banen, men det går tilbake til normalt innen en time," sier Kaun. "Etter tre briller, med en times pause i mellom, går banen ikke tilbake til normal etter 24 timer. Vi tror at denne utholdenheten er sannsynlig hva som endrer genuttrykket i minnekretsene.

"Bare noe å huske på neste gang du deler en flaske vin med en venn eller ektefelle," tilføyer hun.

Funnene vises i journalen Neuron. Nasjonalt institutter for helse finansierte forskningen.

kilde: Brown University

Relaterte bøker

at InnerSelf Market og Amazon