Wissenschaftler der University of Kentucky haben herausgefunden, dass eine erhöhte Aktivität eines Gens, das für die Regulation des Kalziumstoffwechsels in Hippocampus-Neuronen verantwortlich ist, altersbedingte Veränderungen im Gehirn von Säugetieren verhindert. Der Artikel der Biologen wurde im Journal of Neuroscience veröffentlicht, berichtet EurekAlert!
Die Studie wurde an Ratten durchgeführt, in deren Gehirn die notwendige DNA unter Verwendung viraler Vektoren abgegeben wurde.
Altersbedingte Veränderungen der Calciumionenkonzentration (Ca2 +) in Nervenzellen sind ein Zeichen des Alterns im Gehirn von Säugetieren. Störungen des Kalziumstoffwechsels sind mit einer Verschlechterung der kognitiven Funktionen (Gedächtnis, Aufmerksamkeit, Orientierung im Raum) verbunden. Wissenschaftler schlugen vor, dass eine Abnahme der Aktivität des FKBP1b-Gens, das das FKBP1b-Protein codiert, einer der Gründe für die Änderung des Calciumgehalts in Neuronen ist.
FKBP1b ist eine Verbindung, die die Freisetzung von Calciumionen aus intrazellulären Organellen (sarkoplasmatisches und endoplasmatisches Retikulum) verhindert. Die Ergebnisse früherer Studien zeigten, dass die Blockierung der Aktivität des FKBP1b-Gens in den Zellen des Hippocampus junger Ratten zur Manifestation eines solchen Zeichen des Alterns wie eines erhöhten Calciumflusses durch die Zellmembranen führt und dies den Prozess der Zellerregbarkeit stört. Das Altern ist jedoch mit anderen zellulären Prozessen verbunden (Bildung von Synapsen, Wachstum von Neuronen), deren Zusammenhang mit FKBP1b noch nicht gezeigt wurde.
In einer Studie der Universität von Kentucky wurden adenovirale Vektoren (aus Adenoviren extrahierte zirkuläre DNA-Moleküle), die eine zusätzliche Kopie des FKBP1b-Gens enthielten, an die Hippocampuszellen von 13 Monate alten und 19 Monate alten Ratten abgegeben. Insgesamt wurden 52 Nagetiere eingesetzt, die mehrere Tage lang trainiert wurden, um einen Ausweg aus dem mit Wasser gefüllten Labyrinth zu finden. Im Alter von 21 Monaten wurden die Tiere getötet und die Zellen des Hippocampus auf den Gehalt an RNA (Genprodukte) analysiert.
Es stellte sich heraus, dass die erhöhte Aktivität von FKBP1b es ermöglichte, die Probleme des räumlichen Gedächtnisses bei alten Ratten besser zu lösen als bei Tieren, denen anstelle des Zielgens DNA injiziert wurde, die ein grün fluoreszierendes Protein codiert. Zusätzlich reagierten 876 der 2.342 Gene, deren Aktivität sich mit dem Alter änderte, auf eine zusätzliche Kopie von FKBP1b. Darüber hinaus haben fast alle diese Gene ihre Funktionen vollständig wiederhergestellt.
