Hanya beberapa minuman yang mengubah bagaimana memori terbentuk pada tingkat fundamental, molekuler, menurut sebuah penelitian baru dengan lalat.

Salah satu dari banyak tantangan dengan melawan kecanduan alkohol dan gangguan penyalahgunaan zat lainnya adalah risiko kambuh, bahkan setelah kemajuan menuju pemulihan. Bahkan lalat buah sial memiliki hasrat untuk minum alkohol, dan karena sinyal molekuler yang terlibat dalam membentuk memori ingatan dan penghindaran lalat jauh sama dengan yang ada pada manusia, mereka adalah model yang baik untuk dipelajari.

Penelitian baru menemukan bahwa alkohol membajak jalur pembentukan memori dan mengubah protein yang diekspresikan dalam neuron, membentuk mengidam.

Pengalaman buruk, waktu yang baik

Karla Kaun, asisten profesor ilmu saraf di Brown University dan penulis senior makalah, bekerja dengan tim mahasiswa, teknisi, dan peneliti postdoctoral untuk mengungkap jalur sinyal molekuler dan perubahan dalam ekspresi gen yang terlibat dalam pembuatan dan pemeliharaan ingatan hadiah.

"Salah satu hal yang ingin saya pahami adalah mengapa penyalahgunaan narkoba dapat menghasilkan kenangan yang sangat berharga ketika mereka benar-benar neurotoxins," kata Kaun, yang berafiliasi dengan Carney Institute for Brain Science Brown.

“Semua penyalahgunaan narkoba — alkohol, opiat, kokain, metamfetamin — memiliki efek samping yang merugikan. Mereka membuat orang menjadi mual atau mereka memberi orang-orang mabuk, jadi mengapa kita menemukan mereka begitu bermanfaat? Mengapa kita mengingat hal-hal baik tentang mereka dan bukan yang buruk? Tim saya mencoba memahami pada tingkat molekuler apa penyalahgunaan obat-obatan yang dilakukan terhadap ingatan dan mengapa mereka menyebabkan keinginan. ”

Setelah para peneliti memahami apa molekul berubah ketika bentuk mengidam, maka mereka dapat mencari tahu bagaimana membantu memulihkan pecandu alkohol dan pecandu dengan mungkin mengurangi berapa lama memori keinginan bertahan, atau seberapa kuat mereka, kata Kaun.

efek domino

Lalat buah hanya memiliki neuron 100,000, sementara manusia memiliki lebih dari 100 miliar. Skala yang lebih kecil — ditambah fakta bahwa generasi ilmuwan telah mengembangkan alat genetika untuk memanipulasi aktivitas neuron-neuron ini di sirkuit dan tingkat molekuler — membuat lalat buah menjadi organisme model yang sempurna bagi tim Kaun untuk memisahkan gen dan jalur sinyal molekuler yang terlibat. dalam kenangan hadiah alkohol, katanya.

Para peneliti menggunakan alat genetik untuk secara selektif mematikan gen kunci sambil melatih lalat di mana menemukan alkohol. Ini memungkinkan mereka untuk melihat protein apa yang diperlukan untuk perilaku hadiah ini.

Salah satu protein yang bertanggung jawab untuk preferensi lalat untuk alkohol adalah Notch, para peneliti menemukan. Torehan adalah "domino" pertama dalam jalur signaling yang terlibat dalam perkembangan embrio, perkembangan otak, dan fungsi otak dewasa pada manusia dan semua hewan lainnya. Jalur pensinyalan molekuler tidak berbeda dengan kaskade domino — ketika domino pertama jatuh (dalam hal ini, molekul biologisnya aktif), memicu lebih banyak yang memicu lebih banyak dan seterusnya.

Salah satu domino hilir dalam jalur pensinyalan yang dipengaruhi alkohol adalah gen yang disebut reseptor mirip dopamin-2, yang membuat protein pada neuron yang mengenali dopamin, neurotransmitter "perasaan baik".

"Reseptor dopamin-2-seperti diketahui terlibat dalam pengkodean apakah memori menyenangkan atau tidak menyenangkan," kata peneliti postdoctoral Emily Petruccelli, yang sekarang menjadi asisten profesor dengan lab sendiri di Southern Illinois University. Dan alkohol membajak jalur memori yang dilestarikan ini untuk membentuk keinginan.

Dalam kasus jalur hadiah alkohol dipelajari, kaskade sinyal tidak mengubah gen reseptor dopamin on atau off, atau menambah atau mengurangi jumlah protein yang dibuat, Kaun mengatakan. Sebaliknya, ia memiliki efek yang lebih halus — ia mengubah versi protein yang dibuat oleh "surat" asam amino tunggal di area penting.

Nyala dan mati

“Kami tidak tahu apa konsekuensi biologis dari perubahan kecil itu, tetapi salah satu temuan penting dari penelitian ini adalah bahwa para ilmuwan harus melihat tidak hanya pada gen yang sedang diaktifkan dan dinonaktifkan, tetapi bentuk-bentuk setiap gen adalah dihidupkan dan dimatikan, ”kata Kaun. "Kami pikir hasil ini sangat mungkin diterjemahkan ke bentuk kecanduan lainnya, tetapi tidak ada yang menyelidiki itu."

Tim melanjutkan pekerjaannya dengan mempelajari efek yang dimiliki opiat pada jalur molekuler yang sama. Selain itu, Kaun bekerja dengan John McGeary, asisten profesor psikiatri dan perilaku manusia, untuk melihat sampel DNA dari pasien dengan gangguan penyalahgunaan alkohol untuk melihat apakah mereka memiliki polimorfisme genetik di salah satu gen terkait keinginan yang ditemukan pada lalat.

"Jika ini bekerja dengan cara yang sama pada manusia, satu gelas anggur cukup untuk mengaktifkan jalur, tetapi itu kembali normal dalam waktu satu jam," kata Kaun. “Setelah tiga gelas, dengan satu jam istirahat di antaranya, jalur tidak kembali normal setelah jam 24. Kami pikir kegigihan ini kemungkinan apa yang mengubah ekspresi gen di sirkuit memori.

"Hanya sesuatu yang perlu diingat saat berikutnya Anda membagi sebotol anggur dengan teman atau pasangan," tambahnya.

Temuan itu muncul di jurnal Neuron. National Institutes of Health mendanai penelitian.

Sumber: Brown University

Buku terkait

at Pasar InnerSelf dan Amazon