Eiwitontdekking: nieuwe sleutel tot geheugenvorming

By | January 26, 2024

Samenvatting: Onderzoekers ontdekten een verrassende nieuwe functie van het RPT6-eiwit in de hersenen die het begrip en de behandeling van geheugenstoornissen radicaal zou kunnen veranderen.

RPT6, voorheen bekend om zijn rol in het proteasoomcomplex in de hippocampus, bindt nu aan DNA en reguleert genexpressie tijdens geheugenvorming.

Deze dubbele functionaliteit van RPT6 biedt nieuwe inzichten in het complexe proces van geheugenvorming en biedt mogelijkheden voor therapeutische interventies bij ziekten zoals de ziekte van Alzheimer en PTSS.

Belangrijke feiten:

  1. RPT6 bleek een dubbele rol te spelen: het maakt deel uit van het proteasoomcomplex en reguleert ook genexpressie tijdens geheugenvorming.
  2. Deze ontdekking levert nieuwe inzichten op in geheugenprocessen en kan leiden tot betere behandelingen voor geheugenstoornissen.
  3. De Virginia Tech-studie zou een aanzienlijke impact kunnen hebben op toekomstig onderzoek naar de ziekte van Alzheimer, dementie, PTSS en andere geheugenstoornissen.

Bron: Virginia technologie

Onderzoekers van Virginia Tech ontdekten een nieuwe functie voor een gemeenschappelijk eiwit in de hersenen, een ontwikkeling die nieuw licht werpt op de mysteries van de geest en veelbelovende implicaties heeft voor de behandeling van geheugenverlies en posttraumatische stressstoornis.

Het eiwit voert normaal gesproken de noodzakelijke taken uit in de hippocampus van de hersenen, waarbij het werkt als onderdeel van een groter eiwitcomplex dat een proteasoom wordt genoemd en andere eiwitten vernietigt.

Maar onderzoekers van de School of Animal Sciences van het College of Agriculture and Life Sciences merkten onlangs dat dit eiwit, RPT6 genaamd, zich op een nog niet eerder ontdekte manier gedraagt.

“We ontdekten dat RPT6 in staat is tot deze totaal andere functie, waarbij het zich kan binden aan DNA en de expressie van andere genen of eiwitten kan verhogen tijdens geheugenvorming”, zegt Tim Jarome, universitair hoofddocent neurobiologie. “Dit suggereert dat RPT6 een unieke dubbele rol speelt bij de geheugenvorming, zowel binnen als buiten het proteasoomcomplex.”

De ontdekking, deze maand gepubliceerd in de Tijdschrift voor Neurowetenschappenopent nieuwe mogelijkheden voor onderzoek naar hoe RPT6 in de hersenen werkt en hoe het kan worden gemanipuleerd om het geheugen te verbeteren en geheugenstoornissen zoals de ziekte van Alzheimer en posttraumatische stressstoornis (PTSS) te verlichten.

Het project werd geleid door onderzoeker Kayla Farrell, die haar Ph.D. van de School of Animal Sciences in december. Farrell leidde eerder een onderzoek naar een eiwit dat zou kunnen leiden tot een betere therapeutische behandeling voor vrouwen met PTSS.

Genexpressie is cruciaal voor geheugenvorming. Het helpt bij het opbouwen van de neurale netwerken die nodig zijn om herinneringen te vormen en te versterken. Onderzoekers begrijpen nog niet waarom RPT6 deze dubbele functie heeft of hoe het helpt de cellen te controleren die worden gerekruteerd om een ​​geheugen te vormen.

“Er moet iets anders zijn dat ermee werkt om de genexpressie te reguleren,” zei Jarome. “We proberen nu te begrijpen hoe het dat doet.”

Uiteindelijk zal de ontdekking het lopende onderzoek in het laboratorium van Jarome ondersteunen, gericht op het begrijpen en behandelen van geheugenstoornissen zoals de ziekte van Alzheimer, dementie en PTSS.

“Deze ontdekking brengt ons naar een nieuwe plek om de complexiteit van de hersenen te ontrafelen en de manier waarop we herinneringen leren en opslaan,” zei Jarome. “We hopen dat dit zal helpen nieuwe manieren te vinden om de controle van genexpressie tijdens het geheugen te begrijpen. Op de lange termijn zou dit kunnen leiden tot potentiële therapeutische doelen voor het beheersen en verbeteren van het geheugen of het behandelen van onaangepaste herinneringen.”

Belangrijkste bevindingen

  • Dubbele functie van RPT6: RPT6, een eiwit dat in elke cel voorkomt, stond voorheen bekend om zijn rol in het proteasoomcomplex. De studie toont aan dat RPT6 ook aan DNA kan binden en genexpressie kan reguleren tijdens geheugenvorming, wat een unieke dubbele functie vertegenwoordigt.
  • Implicaties voor geheugenmanipulatie: Het begrijpen van de dubbele rol van RPT6 biedt inzicht in de complexe processen van geheugenvorming. Deze kennis zou de weg kunnen vrijmaken voor gerichte therapeutische interventies om het geheugen te verbeteren of negatieve herinneringen geassocieerd met stoornissen zoals PTSS te verlichten.
  • Betekenis voor toekomstig onderzoek: De studie markeert een cruciale stap in de richting van het ophelderen van de complexiteit van de hersenen en de controle van genexpressie tijdens geheugenvorming. Onderzoekers verwachten dat verder onderzoek naar de mechanismen van RPT6 nieuwe wegen zal openen voor het begrijpen van het geheugen op moleculair niveau.

Over dit nieuws uit geheugenonderzoek

Auteur: Margaretha Ashburn
Bron: Virginia technologie
Contact: Margaret Ashburn-Virginia Tech
Afbeelding: De afbeelding is afkomstig van Neuroscience News

Originele onderzoek: Gesloten toegang.
“Fosforylering van RPT6 regelt het vermogen ervan om DNA te binden en genexpressie in de hippocampus van mannelijke ratten te reguleren tijdens geheugenvorming” door Tim Jarome et al. Tijdschrift voor Neurowetenschappen


Abstract

Fosforylering van RPT6 regelt het vermogen ervan om DNA te binden en genexpressie in de hippocampus van mannelijke ratten te reguleren tijdens geheugenvorming

Geheugenvorming vereist een gecoördineerde controle van genexpressie, eiwitsynthese en eiwitafbraak, gemedieerd door het ubiquitine-proteasoomsysteem (UPS). De katalytische component van de UPS, het 26S-proteasoom, bevat een 20S-katalysatorkern omgeven door twee 19S-regulerende caps, en fosforylering van de 19S-cap regulerende subeenheid RPT6 op serine 120 (pRPT6-S120) werd grotendeels activiteitsafhankelijk met controle. Verhogingen geassocieerd met proteasoom activiteit.

Onlangs werd aangetoond dat RPT6 ook buiten het proteasoom werkt, waar het een transcriptiefactor-achtige rol speelt bij geheugenvorming in de hippocampus. Er is echter weinig bekend over de proteasoom-onafhankelijke functie van “vrij” RPT6 in de hersenen of tijdens geheugenvorming en of fosforylering van S120 vereist is voor deze transcriptionele controlefunctie.

Hier hebben we RNA-sequencing gebruikt in combinatie met nieuwe genetische benaderingen en biochemische, moleculaire en gedragstesten om de hypothese te testen dat pRPT6-S120 onafhankelijk van het proteasoom functioneert om DNA te binden en genexpressie te reguleren tijdens geheugenvorming. RNA-sequencing na siRNA-gemedieerde knockdown van vrij RPT6 onthulde 46 gendoelen in de dorsale hippocampus van mannelijke ratten na angstconditionering, waarbij RPT6 betrokken was bij transcriptionele activering en repressie.

Door CRISPR-dCas9-gemedieerde kunstmatige plaatsing van RPT6 op een doelgen, ontdekten we dat RPT6-DNA-binding alleen belangrijk kan zijn voor het veranderen van genexpressie na het leren.

Bovendien onthulde CRISPR-dCas13-gemedieerde conversie van S120 naar glycine op RPT6 dat fosforylatie op S120 noodzakelijk is voor RPT6 om DNA te binden en transcriptie goed te reguleren tijdens geheugenvorming.

Samen onthullen we een nieuwe rol voor fosforylering van RPT6 bij het controleren van gentranscriptie tijdens geheugenvorming.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *