RNA ile hafıza transferi

Deniz tavşanı, bir tür deniz salyangozu. Tavşana benzer kulakları antik Yunan'da bu ismi almalarına neden olmuş. Sinir bilim çalışmaları açısından çekici ve önemli bir organizma, deniz tavşanları¹.

Özellikle davranış ve öğrenme araştırmaları bu canlılarda sürdürülüyor. Deniz tavşanının yönelim ve yön bulma yetenekleri diğer canlılara göre daha az gelişmiş. Şekil eşleme gibi çalışmaları yapamayacakları da kesin. 'Neden bu canlılar sinir bilimciler açısından cazip?' sorusunun cevabı, bu hayvanların reflekslerinde ve sinirlerinin sayısı ve yapısında. Bu alandaki çalışmaların öncülüğü Eric R. Kandel tarafından yapıldı. Bu canlıların solungaç ve sifon geri çekilme refleksleri, elektriksel sinapslar ile kontrol ediliyor. Bu esnada pek çok sinir de aynı anda elektriksel iletimde bulunuyor. İşte bu oldukça hızlı sinir cevabı, hayvanın tehlikeler karşısındaki tepkisini belirliyor. Örneğin deniz tavşanları tehlike karşısında hızla çevresine mürekkep salar. Deniz tavşanında toplam 20 bin sinir bulunması ve sinirlerin 1 mm'yi bulan büyüklükleri, bu canlıları sinir blimciler açısından cazip hale getiriyor. Çünkü, az sayıda ve daha büyük sinir yapıları, laboratuvar çalışmalarını ve sonuçları anlamlandırma sürecini kolaylaştırıyor.

Deniz tavşanlarının bu alandaki cazibelerini pekiştirecek bir bulgu daha geçtiğimiz hafta eNeuron dergisinde yayımlandı².

Aslında hafıza hakkında bildiğimiz birçok şeyi değiştirecek potansiyele sahip bir çalışma bu. Ekipten Daniel Glanzmann ABD'de Kaliforniya Üniversitesi Los Angeles'ta (UCLA) çalışmalarını yürütüyor³.

Araştırmacılar, bir deniz tavşanından diğerine hafızayı aktarmayı başardı. Nasıl mı? RNA moleküllerini kullanarak. Bildiğiniz gibi RNA, DNA'daki bilgiyi ribozomlara aktararak, burada bu bilgi üzerinden proteinlerin üretilmesini sağlayan bir mesajcı. Bunun dışında, konu ve yer sıkıntısı nedeniyle burada değinemeyeceğimiz pek çok farklı rolü de var.

Araştırmacılar, deniz tavşanlarının kuyruklarına aralıklarla beş kez hafif elektrik şoku verdi. Aynı şey 24 saat sonra tekrarlandı. Bu şok, deniz tavşanının savunmaya çekilme refleksini geliştirdi. Araştırmacılar deniz tavşanlarına dokunduklarında, şok verilmeyen tavşanlarda savunma kasılması yaklaşık bir saniye sürerken, şok verilen tavşanlarda savunma kasılmasının 50 saniye sürdüğünü gözlemledi. Buna sensitizasyon adı veriliyor. Araştırmacılar, her iki grubun sinir hücrelerinden RNA'ları saflaştırdı ve bu RNA’ları, şok verilmeyen deniz tavşanlarına enjekte etti. Sonuç olağanüstüydü. Şok verilen deniz tavşanlarının RNA'sını alanlarda benzer sensitizasyon davranışları ve savunma kasılmaları gözlendi.

Bu deneyler, hafızanın RNA yoluyla, epigenetik mekanizmalarla aktarıldığını gösteriyor. Glanzmann, hafızanın pek çok araştırmacının düşündüğünün aksine sinapslarda (Sinirlerin birbirine değdikleri uç noktaları) değil hücre çekirdiğinde olduğunu düşünüyor. Bunun dışında, bu yöntem ileride travma acılarının hafifletilmesi, kayıp hafızanın yenilenmesi gibi konularda çığır açabilir. RNA transferi yoluyla hafızanın transferi ve yapay hafızanın oluşturulması gibi konular oldukça ilgi çekici.

1- http://brembs.net/learning/aplysia/

2- Alexis Bédécarrats, Shanping Chen, Kaycey Pearce, DiancaiCai, David L. Glanzman. RNA from Trained Aplysia Can Induce an Epigenetic Engram for Long-Term Sensitization in Untrained Aplysia. eneuro, 2018; ENEURO.0038-18.2018 DOI: 10.1523/ENEURO.0038-18.2018

3- University of California - Los Angeles. "Biologists 'transfer' a memory through RNA injection: Research in marine snails could lead to new treatments to restore memories and alter traumatic ones." ScienceDaily. ScienceDaily, 14 May 2018. <www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180514151920.htm>.