ScienceDaily (9 feb 2012) - Biomedicinska forskare vid University of California, har Riverside identifierat en ny länk mellan ett protein som kallas beta-arrestin och närminne som kan öppna nya dörrar för terapeutisk behandling av neurologiska sjukdomar, särskilt Alzheimers sjukdom.

Beta-arrestin uttrycks i olika celler i kroppen, inklusive celler i hippocampus, den region i hjärnan som är involverad i lärande och bildning av kortsiktiga minnen. Beta-arrestin, frånvaron av vilket försämrar normal lärande i möss, är en av många "ställningar proteiner" - proteiner som stöder anslutningarna mellan nervceller i hjärnan.

Som vår hjärna utvecklas, kallade nya anslutningar synapser bildas mellan nervceller. I hippocampus, är bildningen av synapser en kontinuerlig process. När vi lär oss något nytt, är nya kontakter bildas och några gamla bli starkare genom en process som kallas långsiktig potentiering (LTP). Men eftersom hjärnor har bara en begränsad kapacitet, måste andra gamla anslutningar isär genom en process som kallas långsiktig depression (LTD) för att nya synapser bildas.

Forskarna rapporterar på nätet förra veckan i Proceedings of the National Academy of Sciences att beta-arrestin spelar en viktig roll i plasticitet av synaptiska förbindelser och LTD genom att reglera "aktincytoskelettet" ett dynamiskt filamentöst nätverk av proteiner som bildar "ryggraden "av nervceller, och är involverad i att bilda nya och demontering gamla synapsförbindelser.

"I vissa patologiska tillstånd såsom Alzheimers sjukdom, förlust av de gamla synapsförbindelser vida överstiger bildandet av nya, vilket resulterar i total förlust av synapser och kort sikt minnesförlust", säger Iryna M. Ethell, docent i medicinsk vetenskap och huvudförfattare till uppsatsarbete. "Vårt arbete utförs på möss, visar att om beta-arrestin tas bort från neuroner, är denna förlust av synapser hindrade Men vi vet också att beta-arrestin krävs för normal inlärning och minne,. Så en fin balans måste skapas . Denna balans kan lätt uppnås genom att läkemedel i framtiden. "

Detta är första gången forskare helst har kopplat beta-arrestin till Alzheimers och lärande / minne.

Ethell förklarade att beta-arrestin kan visualiseras som energi som levereras till en dockspelare (aktincytoskelettet) som styr strängarna av dockor (inter-neuronala anslutningar). För normal inlärning ske måste dockspelare att flytta strängarna i en viss ordning. Men hos patienter med Alzheimers sjukdom, är denna tillförsel av energi över-aktiverar och strängarna dras i en oordnad sätt som resulterar i strängarna bryts (förlust av synapser) och dockorna kollapsa. Även avlägsnande av beta-arrestin skulle förhindra denna kollaps, skulle en total förlust av beta-arrestin innebär ingen rörelse av dockorna alls (det vill säga ingen inlärning i hjärnan), vilket är lika önskvärt.

"En selektiv inställning av beta-arrestin aktivitet är därför nödvändigt att delvis reducera synaps demontering", säger Crystal G. Pontrello, den första författare av forskningen papper och en postdoktor i Ethell labb. "Vad du vill, helst är elimineringen av endast några oanvända gamla synapsförbindelser så att det finns utrymme för att göra nya anslutningar."

Ethell och Pontrello förenades i forskningen av UC Riverside s Min-Yu Sun, Alice Lin, Todd A. Fiacco och Kathryn A. DeFea.

Forskningen stöds av ett bidrag till Ethell av National Institutes of Health.