El ARN mueve un recuerdo de un caracol a otro

WIKIMEDIA, GENNY ANDERSONInvestigadores han transferido un recuerdo de un caracol a otro a través del ARN, informan hoy (14 de mayo) en eNeuro. Si se confirma en otras especies, el hallazgo puede conducir a un cambio en la opinión de los científicos’ pensando en cómo se crean los recuerdos, en lugar de consolidarse en las conexiones de las células nerviosas, pueden ser estimulados por cambios epigenéticos inducidos por el ARN.

“El estudio sugiere que las poblaciones de ARN son el eslabón perdido en la búsqueda para la memoria,” Bridget Queenan, neurocientífica de la Universidad de California, Santa Bárbara, que no participó en el estudio, escribe en un correo electrónico a The Scientist. «Si los ARN neuronales circulantes pueden transferir estados y tendencias de comportamiento, orquestando tanto el sentimiento transitorio como la memoria más permanente, esto sugiere que la memoria humana, al igual que el estado de ánimo, solo se explicará explorando la interacción entre los cuerpos y los cerebros». /p>

Durante décadas, los investigadores han intentado identificar cómo, cuándo y dónde los recuerdos…

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David, coautor del estudio Glanzman de la Universidad de California, Los Ángeles, ha estado trabajando en la biología celular del aprendizaje y la memoria durante casi 40 años, y dice que durante la mayor parte de ese tiempo creyó que la memoria se almacenaba en las sinapsis. Sin embargo, hace varios años, él y sus colegas comenzaron a replicar la investigación de borrado de memoria realizada en roedores en liebres marinas de California (Aplysia californica), un tipo de caracol marino también llamado babosa de mar. El equipo descubrió que las sinapsis de caracol construidas para almacenar un recuerdo no eran necesariamente las sinapsis que se eliminaban de los circuitos neuronales en los experimentos de borrado de memoria.

Era completamente arbitrario qué conexiones sinápticas se borraban, dice Glanzman. Eso sugería que tal vez la memoria no estaba almacenada en la sinapsis sino en otro lugar.

Glanzman centró su atención en el ARN debido a esos indicios anteriores de que estaba relacionado con la memoria, y también debido a experimentos recientes que sugerían que la memoria a largo plazo era almacenados en los cuerpos celulares de las neuronas, no en las sinapsis. Eligió Aplysia porque ha sido un organismo modelo durante mucho tiempo para los estudios de memoria. Como todos los moluscos, estos caracoles tienen grupos de neuronas llamados ganglios, en lugar de cerebros. Sus sistemas nerviosos comprenden alrededor de 20,000 neuronas, y las células son algunas de las más grandes y fácilmente identificables entre las células nerviosas de todos los animales. En el intestino del caracol, por ejemplo, hay neuronas motoras y sensoriales específicas que controlan la extracción de un órgano carnoso parecido a un pico en la espalda del caracol llamado sifón y la contracción de una branquia parecida a una oruga, que el animal usa para respirar.

Cuando se toca ligeramente el sifón, las neuronas disparan, retraen el tejido y contraen la branquia dentro de la cavidad del cuerpo durante unos segundos para protegerla del ataque. Pegar electrodos en la cola del caracol y aplicarle descargas hace que esta respuesta defensiva dure más, decenas de segundos y, a veces, hasta casi un minuto. Al aplicar descargas repetidas a la cola del caracol, el animal aprende a permanecer en esa posición defensiva cuando toca el sifón, incluso semanas después de que terminan las descargas.

Esta idea probablemente sorprenderá a la mayoría de mis colegas. como extremadamente improbable.

David Glanzman, UCLA

 

En los últimos experimentos de su equipo, Glanzman y sus colegas eliminaron colas de caracoles, luego extrajo las neuronas abdominales de los caracoles conmocionados, extrajo su ARN, disolvió el ARN en agua desionizada e inyectó la solución en el cuello de los caracoles que nunca habían recibido una conmoción. (Para un control, el equipo también tomó ARN de caracoles que no habían sido electrocutados y lo inyectaron en caracoles ingenuos). Cuando se golpeó el sifón 24 horas más tarde, los caracoles que recibieron ARN de caracoles electrocutados retiraron el sifón y las branquias durante mucho más tiempo (casi 40 segundos). ) que los caracoles que recibieron ARN de animales no electrocutados (menos de 10 segundos).

La metilación del ADN parecía ser esencial para la transferencia de la memoria entre los caracoles. Cuando Glanzman y sus colegas bloquearon la metilación del ADN en caracoles que obtenían ARN de los caracoles conmocionados, los caracoles inyectados retiraron sus sifones durante solo unos segundos cuando se les tocó el sifón.

Glanzman quería saber si el ARN de los caracoles conmocionados en realidad afectó las conexiones neuronales de los caracoles que recibieron las inyecciones de manera diferente al ARN de los caracoles que no recibieron la descarga. Entonces, en una tercera prueba, él y su equipo extrajeron neuronas sensoriales de caracoles sin shock, cultivaron las células en un plato y luego expusieron las células al ARN de caracoles con shock. Zapear el cultivo con un poco de corriente excitó las neuronas sensoriales mucho más que las neuronas tratadas con ARN de caracoles no electrocutados. El ARN de los caracoles conmocionados también mejoró un subconjunto de sinapsis entre las neuronas sensoriales y motoras in vitro, lo que sugiere que de hecho fue el ARN el que transportó la memoria, explica Glanzman.

La idea parece bastante radical ya que no tenemos un mecanismo específico de cómo funciona de manera no sináptica, Bong-Kiun Kaang, un neurocientífico de la Universidad Nacional de Seúl que no participó en el estudio, escribe en un correo electrónico a The Scientist. Kaang señala que hay muchas preguntas críticas que deben abordarse para validar aún más el argumento de los autores, como qué tipos de ARN no codificantes están específicamente involucrados, cómo se transfieren los ARN entre las neuronas y qué papel juegan los ARN en la sinapsis. Los experimentos también deberían replicarse en organismos que no sean caracoles, dice.

Glanzman dice que en sus próximos experimentos intentará identificar los ARN involucrados, y también tiene una idea para el mecanismo. La memoria no se almacena en el propio ARN, especula, en cambio, el ARN no codificante produce cambios epigenéticos en el núcleo de las neuronas, almacenando así la memoria.

Esta idea probablemente les parecerá extremadamente improbable a la mayoría de mis colegas. , dice Glanzman. Pero si estuviera en lo cierto, estaríamos empezando a entender cómo funciona la memoria.

A. Bdcarrats et al., El ARN de Aplysia entrenada puede inducir un engrama epigenético para la sensibilización a largo plazo en Aplysia no entrenada, eNeuro, doi.org/10.1523/ENEURO.0038-18.2018, 2018.

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