Vlad Krasen
0 
1606
437
Een nieuwe studie suggereert sterk dat ten minste enkele herinneringen worden opgeslagen in genetische code, en dat genetische code kan werken als geheugensoep. Zuig het uit een dier en steek de code in een tweede dier, en dat tweede dier kan dingen onthouden die alleen het eerste dier wist.
Dat klinkt misschien als sciencefiction of herinnert sommige lezers aan ontkrachtte ideeën uit de afgelopen decennia. Maar het is een serieuze wetenschap: in een nieuwe studie hebben onderzoekers van de University of California, Los Angeles (UCLA) RNA, een genetisch boodschappermolecuul, uit de ene slak geëxtraheerd en in een andere slak geïmplanteerd. Daarna druppelden ze voor de goede orde datzelfde RNA over een bundel losse neuronen in een petrischaaltje. Bij beide experimenten herinnerde de ontvanger - ofwel de slak ofwel de petri-neuronen - zich iets dat de donorslak had meegemaakt.
De herinnering was eenvoudig, het soort ding dat zelfs het op reflexen gebaseerde, hersenloze zenuwstelsel van een slak kan vasthouden: de schok van een elektrische zap in de kolf. [10 dingen die je niet wist over de hersenen]
Wanneer Aplysia californica zeeslakken worden in de staart gezapt, ze sturen signalen door hun eenvoudige zenuwstelsel: trek de parapodia in!
Op dat signaal trekken de kleine, vlezige flappen die aan hun kleine slakkenbuiken hangen zich terug.
Schud een slak vaak genoeg, en hij zal zich herinneren dat hij de laatste tijd veel is gezapt, en dat zijn parapodia zich voor steeds langere tijd zal terugtrekken. Dat is een eenvoudig gedrag gebaseerd op een eenvoudig geheugen. En in het nieuwe artikel, vandaag (14 mei) gepubliceerd in het tijdschrift eNeuro, toonden de UCLA-wetenschappers aan dat ze die herinnering uit de ene slak kunnen zuigen in de vorm van RNA en deze in een andere kunnen steken..
"Alles [waaraan de ontvangers] werden blootgesteld, was RNA van een getraind dier [een slak met het zapgeheugen] of een ongetraind dier, of in sommige gevallen alleen de chemische stof die we gebruikten om het RNA af te leveren", aldus David Glanzman. hoofdonderzoeksauteur David Glanzman, een neurowetenschapper en integratieve bioloog aan de UCLA.
Toen het RNA afkomstig was van een slak die niet was gezapt, gedroegen de geheugenontvangers zich 'naïef' en trokken hun parapodia slechts kort na een zap terug, alsof er geen zaps meer zouden komen. Maar toen slakken werden blootgesteld aan het RNA van een slak die was gezapt, trokken ze hun parapodia voor langere tijd terug na zaps.
"Dit is belangrijk, omdat het zegt dat niet alleen [elk geïmplanteerd RNA] wijdverspreide prikkelbaarheid in neuronen produceert", vertelde Glanzman. .
In plaats daarvan handelden slakken met RNA van andere slakken die waren geschokt - en alleen van die slakken - net zoals ze die eerste 'leerzame' staartschokken zelf hadden gekregen..
Glanzman en zijn collega's konden het effect op een nog basaal niveau zien in hun bundel slakneuronen in een petrischaaltje. Toen de onderzoekers de neuronen 24 uur lang baadden in RNA van een getrainde slak, doopten ze de cellen vervolgens in de chemische boodschapper die "butt zap!" Betekent. (in slakken is die chemische stof serotonine), schoten de neurale cellen wild en vertelden hun niet-bestaande parapodia om zich terug te trekken.
Wanneer de neuronen werden ondergedompeld in RNA van ongetrainde slakken, waren de reacties van de zenuwcellen korter en minder intens.
Een lang sudderend debat
"Dit artikel beschrijft mogelijk transformatieve bevindingen over de vraag of geheugen kan worden getransplanteerd door middel van transcriptoom [genetische] overdracht", zegt Sathya Puthanveettil, een neurowetenschapper aan het Scripps Research Institute in Californië die het geheugen bestudeert, maar die niet bij het onderzoek betrokken was..
Er is een lang sluimerend debat in de neurowetenschappen geweest over de vraag of de essentiële geheugeneenheden primair worden opgeslagen in het 'transcriptoom' (de lange moleculen in cellen die ook worden gebruikt om genen op te nemen) of het 'connectoom' (het netwerk van verbindingen tussen zenuwcellen).
Het transcriptoom was populairder in de 20e eeuw, toen wetenschappers probeerden en er niet in slaagden "geheugen-RNA" op te sporen in grovere experimenten die in grote lijnen leken op dat van Glanzman. Uiteindelijk raakte dat idee echter in ongenade, en meer en meer onderzoek en financiering gingen naar het connectoom. Tegenwoordig zijn er verschillende actieve pogingen om het connectoom bij mensen in kaart te brengen, en bepaalde onderzoekers suggereren zelfs dat het connectoom kan worden gebruikt om menselijke herinneringen na de dood te bewaren - hoewel dit nog moet worden bewezen.
Maar connectoomstudies - inclusief het in kaart brengen van het hele connectoom van de worm Caenorhabditis elegans hebben er niet in geslaagd om sluitend, voorspellend bewijs te leveren van de materie van het geheugen, en daarom hebben sommige wetenschappers ook minder positief over dat werk gekeken.
Glanzman is inderdaad een beetje een partizaan in dat debat, en hij zei dat hij zijn experiment ziet als bewijs voor zijn kant.
"Naar mijn mening besteden we veel te veel tijd en geld aan het bestuderen van synaptische verbindingen, en veel te weinig geld aan het bestuderen van deze op RNA gebaseerde veranderingen en epigenetica," of veranderingen in de manier waarop cellen omgaan met hun genetische code, zei hij..
Deze schijnbare demonstratie van het geheugen in slakken vormt een krachtig argument voor die zaak. Toch is het belangrijk om in gedachten te houden dat dit slechts één experiment is.
"Op dit moment hebben we niet veel mechanistisch inzicht in hoe deze geheugenoverdracht wordt bereikt", vertelde Puthanveettil. "We zouden meer bevestigende experimenten nodig hebben om deze bevindingen in andere modellen te valideren."
Met andere woorden, wetenschappers weten helemaal niet hoe deze overdracht is gebeurd, en het is mogelijk dat er iets aan de hand is in dit experiment dat ze niet begrijpen.
Op dit moment is er nog veel werk aan de winkel voordat wetenschappers kunnen zeggen dat ze het geheugen hebben gevonden. Belangrijk is dat het type geheugen dat hier wordt overgedragen, de sensibilisatie van een reflex, tot de meest elementaire behoort die er bestaat.
Glanzman zei dat de volgende stap in dit onderzoek is om vergelijkbare prestaties van geheugenoverdracht te proberen met meer complexe soorten herinneringen bij meer complexe dieren, zoals muizen..
Oorspronkelijk gepubliceerd op .