Para descobrir se Kibra e Pkmζ trabalham juntos em resposta à atividade sináptica, os pesquisadores usaram uma técnica que faz com que as proteínas interagentes brilhem. Quando aplicaram pulsos elétricos a fatias do hipocampo, apareceram pontos brilhantes de evidência: Seguindo rajadas de atividade sináptica que produziram fortalecimento sináptico a longo prazo, uma infinidade de complexos kibra-pkmζ formados e eram persistentes.
Em seguida, a equipe testou o vínculo durante a formação de memória real, dando aos ratos um medicamento para interromper a formação desses complexos. Eles viram que a força sináptica e a memória da tarefa dos ratos foram perdidos – e que uma vez que o medicamento se desviou, a memória apagada não retornou, mas os ratos poderiam adquirir e se lembrar de novas memórias mais uma vez.
Mas os complexos Kibra-Pkmζ são necessários para manter a memória a longo prazo? Para descobrir, os pesquisadores interromperam o complexo quatro semanas após a formação de uma memória. Isso realmente acabou com a memória. Isso sugeriu que a interação entre Kibra e PKMζ é crucial não apenas para formar memórias, mas também para mantê -los intactos ao longo do tempo.
“É a associação persistente entre duas proteínas que mantém a memória, em vez de uma proteína que dura por si só durante a vida inteira da memória”, disse Panayiotis Tsokas, pesquisador que trabalha com Sacktor e autor principal do novo Avanços científicos papel.
As proteínas Kibra e Pkmζ se estabilizam, formando uma ligação. Dessa forma, quando uma proteína se degrada e precisa ser substituída, o outro permanece no lugar. O vínculo em si e sua localização nas sinapses específicas que foram ativadas durante o aprendizado são preservadas, permitindo que um novo parceiro se entregue, perpetuando a aliança ao longo do tempo. Individualmente, Pkmζ e Kibra não duram a vida inteira – mas, vinculando -se, eles ajudam a garantir que suas memórias possam.
A descoberta ajuda a abordar o enigma identificado pela primeira vez por Crick, a saber, como as memórias persistem, apesar das vidas relativamente curtas de todas as moléculas biológicas. “Tinha que haver uma resposta muito, muito interessante, uma resposta elegante, sobre como isso poderia acontecer”, disse Fenton. “E essa resposta elegante é a história de interação de Kibra-Pkmζ.”
Este trabalho também responde a uma pergunta que os pesquisadores colocaram na prateleira. O estudo anterior de Sacktor mostrou que os níveis crescentes de sinapses e memórias fortaleciam PKMζ. Mas como a molécula sabia para onde ir dentro do neurônio? “Nós imaginamos, bem, um dia, talvez entendamos isso”, disse Sacktor. Agora, os pesquisadores pensam que Kibra atua como uma etiqueta sináptica que orienta a PKMζ. Se verdadeiro, isso ajudaria a explicar como apenas as sinapses específicas envolvidas em um rastreamento de memória física específica são fortalecidas, quando um neurônio pode ter milhares de sinapses que o conectam a várias outras células.
“Essas experiências mostram muito bem que Kibra é necessário para manter a atividade de Pkmζ na sinapse”, disse David Glanzmanum neurobiologista da Universidade da Califórnia, Los Angeles, que não esteve envolvido no estudo. No entanto, ele alertou que isso não se traduz necessariamente em manter a memória porque o fortalecimento sináptico não é o único modelo de como a memória funciona.
As pesquisas anteriores de Glanzman sobre lesmas marinhas pareciam mostrar que interromper uma molécula análoga à PKMζ apaga a memória. “Originalmente, eu disse que foi apagado”, disse Glanzman, “mas experimentos posteriores mostraram que poderíamos trazer a memória de volta”. Essas descobertas o levaram a reconsiderar se a memória é realmente armazenada como mudanças na força das conexões sinápticas. Glanzman, que trabalha há 40 anos sob o modelo sináptico, é um proponente recente de uma visão alternativa chamada modelo de codificação molecular, que postula que as moléculas dentro de uma memória de lojas de neurônios.
Embora ele não tenha dúvidas de que o fortalecimento sináptico segue a formação de memória e que Pkmζ desempenha um papel importante nesse processo, ele permanece inseguro se a molécula também armazena a própria memória. Ainda assim, Glanzman enfatizou que este estudo aborda alguns dos desafios do modelo sináptico, como rotatividade molecular e direcionamento de sinapse, “fornecendo evidências de que Kibra e Pkmζ formam um complexo que é específico da sinapse e persiste por mais tempo que qualquer molécula individual”.
Embora Sacktor e Fenton acreditem que esse par de proteínas é fundamental para a memória, eles sabem que ainda há outros fatores a serem descobertos que ajudam as memórias a persistir. Assim como Pkmζ os levou a Kibra, o complexo pode levá -los ainda mais.