MADRID, 11 de setembro (EUROPA PRESS) –

Um estudo internacional liderado por pesquisadores do Instituto de Neurociências UMH-CSIC em Alicante, com a participação de pesquisadores da Emory University em Atlanta (EUA), apresenta um Nova análise multiómica das mudanças na organização do material genético dos neurônios desencadeadas pela ativação neuronal, tanto em um contexto patológico como a epilepsia, quanto fisiológico na aprendizagem e formação de memórias nas experiências cotidianas.

Como apontam, algumas dessas alterações são estáveis ​​e podem ser detectadas mesmo dias após a ativação neuronal, como uma forma de memória genética da ativação passada.

O trabalho, realizado em roedores e publicado na revista 'Nature Neuroscience', revela novos mecanismos moleculares que contribuem para a plasticidade do cérebro adulto. As alterações iniciadas pela ativação neuronal são mais complexas e agem em mais níveis do que se pensava anteriormente.

"Queríamos saber como a ativação de um neurônio muda sua própria resposta futura, que constitui uma forma de memória celular essencial para a formação de memórias", explica o Dr. Ángel Barco, pesquisador do Instituto de Neurociências UMH-CSIC que liderou a pesquisa. . "Para isso, usamos várias técnicas neurogenômicas aplicadas pela primeira vez em um cérebro de rato intacto", diz o Dr. Barco.

Os pesquisadores queriam saber especificamente o que acontece em um neurônio que é ativado quando está em um novo contexto. "Isso é importante para a formação da memória, mas é muito difícil abordar experimentalmente. Quando focamos em algo específico, um grupo muito pequeno de neurônios distribuídos difusamente no cérebro é ativado e é difícil selecioná-los e ver o que acontece em por dentro ", acrescenta Dr. Barco.

UM CORTE PARA ESTUDAR A MEMÓRIA

Para simplificar, os pesquisadores adotaram um atalho. Eles causaram ativação maciça de neurônios de camundongo, como em um processo epilético, e analisaram as mudanças que estão ocorrendo na cromatina. Cromatina é a forma altamente compactada na qual quase dois metros de material genético (DNA) são armazenados nos minúsculos núcleos das células, graças à ação de proteínas especiais chamadas histonas.

"A vantagem do modelo de epilepsia é que temos muito material inicial. É fácil ter 10 milhões de células. Se quisermos ir para o modelo de memória mais complicado, apenas técnicas escalonáveis ​​com pouco material inicial funcionarão para nós, porque em nesse caso, são redes de neurônios formadas por cerca de 2.000 células ", diz Barco.

"Com o que aprendemos na simulação da epilepsia, posteriormente conseguimos confirmar essas alterações em uma situação mais cotidiana, como a ativação de grupos de neurônios que ocorrem no cérebro de um rato ao explorar um novo local", acrescenta. [19659003] Os pesquisadores viram que em ambos os casos ocorre uma "explosão" transcricional. Ou seja, uma ativação muito forte de genes específicos para produzir proteínas. A transcrição é o primeiro passo da expressão gênica. Esse estágio consiste em copiar a sequência de DNA de um gene em uma molécula de RNA mensageiro que posteriormente levará à formação de proteínas, que são as que realmente dirigem quase todos os processos vitais.

A transcrição do material genético depende, por sua vez, das alterações que ocorrem na cromatina. O grau de compactação dessa cromatina e as interações entre regiões separadas contribuem decisivamente para regular a transcrição e, portanto, a expressão gênica.

Este estudo demonstra que essa ativação está associada ao aumento da acessibilidade e ao surgimento de novas interações entre regiões separadas da cromatina, necessárias para permitir a ativação dos genes. "Os ajustes dinâmicos e em larga escala da topologia do genoma observados provavelmente contribuem para a resposta transcricional rápida e coordenada associada à ativação neuronal em condições normais e patológicas", explica Jordi Fernández-Albert, primeiro autor do estudo.

Essas alterações – denominadas epigenéticas porque não afetam as informações contidas no material genético, mas sua expressão – podem modificar permanente ou permanentemente a expressão e a capacidade de resposta futura dos genes envolvidos na função cognitiva, representando um tipo de memória genômica.

Essa pegada epigenética que persiste na cromatina pode representar um substrato apropriado para mudanças duradouras no comportamento, que podem participar do estabelecimento de memórias, influenciando a resposta futura dos neurônios aos mesmos estímulos que causaram a mudança ou a diferentes. Além disso, algumas dessas mudanças duradouras podem estar relacionadas a distúrbios cerebrais, como epilepsia e disfunção cognitiva.

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