Vlad Krasen
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Eine neue Studie legt den Schluss nahe, dass zumindest einige Erinnerungen im genetischen Code gespeichert sind und dass der genetische Code wie eine Gedächtnissuppe wirken kann. Saugen Sie es aus einem Tier heraus und stecken Sie den Code in ein zweites Tier, und dieses zweite Tier kann sich an Dinge erinnern, die nur das erste Tier wusste.
Das klingt vielleicht nach Science-Fiction oder erinnert einige Leser an entlarvte Ideen aus den vergangenen Jahrzehnten. Aber es ist eine ernsthafte Wissenschaft: In einer neuen Studie extrahierten Forscher der University of California in Los Angeles (UCLA) RNA, ein genetisches Botenmolekül, aus einer Schnecke und implantierten sie in eine andere Schnecke. Dann tröpfelten sie dieselbe RNA zum guten Teil über ein Bündel loser Neuronen in einer Petrischale. In beiden Experimenten erinnerte sich der Empfänger - entweder die Schnecke oder die Petri-Neuronen - an etwas, das die Spenderschnecke erlebt hatte.
Die Erinnerung war einfach, so etwas kann selbst das reflexbasierte, hirnlose Nervensystem einer Schnecke festhalten: der Schock eines elektrischen Zaps im Hintern. [10 Dinge, die du nicht über das Gehirn wusstest]
Wann Aplysia californica Meeresschnecken werden im Schwanz gezappt, sie senden Signale über ihr einfaches Nervensystem: Ziehen Sie die Parapodien zurück!
Bei diesem Signal ziehen sich die kleinen fleischigen Klappen zurück, die an ihren kleinen Schneckenbäuchen hängen.
Schock eine Schnecke oft genug, und sie wird sich daran erinnern, dass sie in letzter Zeit viel gezappt wurde und ihre Parapodien sich für immer längere Zeiträume zurückziehen. Das ist ein einfaches Verhalten, das auf einem einfachen Gedächtnis basiert. Und in dem neuen Artikel, der heute (14. Mai) in der Zeitschrift eNeuro veröffentlicht wurde, haben die UCLA-Wissenschaftler gezeigt, dass sie dieses Gedächtnis aus einer Schnecke in Form von RNA heraussaugen und in eine andere stecken können.
"Alles [dem die Empfänger] ausgesetzt waren, war RNA von einem trainierten Tier [einer Schnecke mit dem Zap-Gedächtnis] oder einem nicht trainierten Tier oder in einigen Fällen nur die Chemikalie, die wir zur Abgabe der RNA verwendet haben", sagte David Glanzman Hauptstudienautor David Glanzman, Neurowissenschaftler und integrativer Biologe an der UCLA.
Wenn die RNA von einer Schnecke stammte, die nicht gezappt worden war, handelten die Gedächtnisempfänger "naiv" und zogen ihre Parapodien nur kurz nach einem Zappen zurück, als ob keine Zaps mehr kommen würden. Aber wenn Schnecken der RNA einer Schnecke ausgesetzt waren, die gezappt worden war, zogen sie ihre Parapodien nach dem Zappen für längere Zeit zurück.
"Dies ist wichtig, da es heißt, dass nicht nur [jede implantierte RNA] eine weit verbreitete Erregbarkeit in Neuronen hervorruft", sagte Glanzman .
Stattdessen verhielten sich Schnecken mit RNA von anderen geschockten Schnecken - und nur von diesen Schnecken - so, als hätten sie diese anfänglichen "lehrenden" Schwanzschocks selbst erhalten.
Glanzman und seine Kollegen konnten die Wirkung ihres Bündels von Schneckenneuronen in einer Petrischale auf einer noch grundlegenderen Ebene beobachten. Wenn die Forscher die Neuronen 24 Stunden lang in RNA einer trainierten Schnecke badeten und dann die Zellen in den chemischen Botenstoff übergossen, was "Butt Zap!" Bedeutet. (bei Schnecken ist diese Chemikalie Serotonin), die Nervenzellen feuerten wild und sagten ihren nicht vorhandenen Parapodien, sie sollten sich zurückziehen.
Wenn die Neuronen in RNA von nicht trainierten Schnecken gebadet wurden, waren die Reaktionen der Nervenzellen kürzer und weniger intensiv.
Eine lange schwelende Debatte
"Dieses Papier beschreibt potenziell transformative Erkenntnisse darüber, ob das Gedächtnis durch Transkriptomtransplantation transplantiert werden kann", sagte Sathya Puthanveettil, eine Neurowissenschaftlerin am Scripps Research Institute in Kalifornien, die das Gedächtnis untersucht, aber nicht an der Studie beteiligt war.
In den Neurowissenschaften gibt es eine lange schwelende Debatte darüber, ob die wesentlichen Gedächtniseinheiten hauptsächlich im "Transkriptom" (den langen Molekülen in Zellen, die auch zur Aufzeichnung von Genen verwendet werden) oder im "Konnektom" (dem Netzwerk von Verbindungen zwischen Nervenzellen) gespeichert sind..
Das Transkriptom war im 20. Jahrhundert populärer, als Wissenschaftler versuchten und es nicht schafften, "Gedächtnis-RNA" in gröberen Experimenten zu finden, die Glanzmans weitgehend ähnelten. Letztendlich geriet diese Idee jedoch in Ungnade, und immer mehr Forschung und Finanzierung wandten sich dem Konnektom zu. Heutzutage gibt es mehrere aktive Versuche, das Konnektom beim Menschen abzubilden, und einige Forscher schlagen sogar vor, dass das Konnektom verwendet werden könnte, um menschliche Erinnerungen nach dem Tod zu bewahren - obwohl dies noch nicht bewiesen wurde.
Aber Connectome-Studien - einschließlich der Abbildung des gesamten Connectome des Wurms Caenorhabditis elegans haben es versäumt, schlüssige, prädiktive Beweise für das Gedächtnis zu liefern, und so haben einige Wissenschaftler diese Arbeit auch weniger positiv bewertet.
In der Tat ist Glanzman ein Partisan in dieser Debatte, und er sagte, er sehe sein Experiment als Beweis für seine Seite.
"Meiner Meinung nach verbringen wir viel zu viel Zeit und Geld mit dem Studium synaptischer Verbindungen und viel zu wenig Geld mit dem Studium dieser RNA-basierten Veränderungen und Epigenetik" oder Veränderungen in der Interaktion von Zellen mit ihrem genetischen Code, sagte er.
Diese offensichtliche Demonstration des Gedächtnisses in Schnecken ist ein starkes Argument für diese Ursache. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass dies nur ein Experiment ist.
"Im Moment haben wir nicht viel mechanistische Einsicht darüber, wie diese Speicherübertragung erreicht wird", sagte Puthanveettil. "Wir würden mehr Bestätigungsexperimente benötigen, um diese Ergebnisse in anderen Modellen zu validieren."
Mit anderen Worten, Wissenschaftler wissen überhaupt nicht, wie dieser Transfer stattgefunden hat, und es ist möglich, dass in diesem Experiment etwas los ist, das sie nicht verstehen.
Im Moment gibt es noch viel zu tun, bevor Wissenschaftler sagen können, dass sie das Gedächtnis gefunden haben. Wichtig ist, dass die hier übertragene Art des Gedächtnisses, die Sensibilisierung eines Reflexes, zu den grundlegendsten gehört, die es gibt.
Glanzman sagte, dass der nächste Schritt in dieser Forschung darin besteht, ähnliche Leistungen der Gedächtnisübertragung zu versuchen, die komplexere Arten von Erinnerungen bei komplexeren Tieren wie Mäusen beinhalten.
Ursprünglich veröffentlicht am .