Bátor egereket hoztak létre

Amerikai kutatók félelem nélküli egereket hoztak létre. A stathmin nevű fehérjét kódoló gén hiánya olyan bátorrá teszi ezeket az állatokat, hogy a normális egerek számára félelmetesnek tűnő nyílt terekre és keskeny hidakra is nyugodtan kimerészkednek. A mutáns egerek, úgy tűnik, feledékenyebbek is, hiszen a félelmetes élmények egyszerűen kimennek a fejükből.

A félelem evolúciósan erősen konzervált érzés. Hatására számos védekező mechanizmus indul be, mely mind azt a célt szolgálja, hogy a szervezet számára károsnak észlelt eseményeket kivédje. A félelem nélkülözhetetlen a túléléshez, és ennek megfelelően az emberben és az embernél egyszerűbb gerincesekben, így az egérben is nagyon hasonló az az agyterület, mely a félelem idegrendszeri alapját biztosítja.

Ez az agyterület az amygdala. A Rutgers és a Columbia Egyetem kutatói Gleb P. Shumyatsky irányításával olyan géneket vizsgálnak, melyek az amygdalában aktívak. A kutatócsoport a molekuláris biológia, a genetika, az élettan és a viselkedéstudomány módszereinek segítségével próbálja megérteni a félelem tanulásának folyamatát. Az amygdala, azaz mandulamag nevét az alakjáról kapta. A nagyagy része, jól jellemzett kéregalatti magcsoport, mely a limbikus rendszer központi részéhez tartozik. Ez a rendszer irányítja az ösztönöket, az érzelmi megnyilvánulásokat, az örömöt, haragot, dühöt és a félelmet is. Ezeknek az érzelmeknek vannak veleszületett és tanult elemei is. A tanulás során az agyban lévő idegsejtek közötti kapcsolódási pontok, azaz a szinapszisok hosszú távú átalakulására van szükség ahhoz, hogy a memória kialakuljon.

Shumyatsky kutatócsoportja több olyan gént talált, amely kitüntetett szerepet játszik a mandulamagban. Az egyik intenzív vizsgálatoknak alávetett gén a stathmin. A kutatók olyan genetikailag módosított egereket hoztak létre, melyekből kiütötték ezt a gént. Ezek az ún. stathmin-KO egerek nem ismernek félelmet. A vad típusú társaikhoz képest sokkal több időt töltenek el nyílt tereken, ami a veleszületett félelem hiányát jelzi.

A tanult félelem mérésére a Pavlov-féle kondicionálás módszerét alkalmazták. A módszer lényege, hogy egy semleges ingert, például egy csengetést kötnek össze egy kellemetlen ingerrel, egy áramütéssel. Néhány ilyen kellemetlen élmény után az állatok megtanulják, hogy a korábban semleges ingerre, a csengetésre félelemmel reagálnak akkor is, ha azt nem követi áramütés. Az egerek esetében a félelem megnyilvánulása többek között a mozdulatlanná merevedés és a heves szívdobogás. A stathmin-KO egereket nem lehet kondicionálni, azaz nem ijednek meg a csengetéstől, mely a bekövetkező elektromos sokkot jelzi. Ez azt jelenti, hogy hiányzik az a képességük, hogy megtanulják a számukra kellemetlen, veszélyes hatásokat előrejelző jeleket felismerni, és azokra félelemmel reagálni. Azt is kimutatták, hogy más területeken nem sérül a memória. Az egereket vízzel teli medencébe helyezték, és az állatok minden gond nélkül megjegyezték a víz alá rejtett aljzatszigeteknek a helyét, meg is találták azokat. Az egerek tanulási képességének hiánya kizárólag a félelemre korlátozódott.

A stathmin fehérje pontos szerepét az amygdala működésében még nem értik a kutatók, de a közvetlen kapocs a génfunkció és a viselkedésbeli hiányosság között bizonyítást nyert. A stathminról tudjuk, hogy nélkülözhetetlen a sejt mikrotubulusainak a szerveződésében. A mikrotubulusok a sejtek vázának, a citoszkeletonnak a felépítésében vesznek részt. A mikrotubulusokból álló fehérjefonal-rendszer határozza meg a sejtszervecskék sejten belüli elhelyezkedését és irányítja a sejten belüli transzportot, azaz a sejtek belsejében zajló szállítófolyamatokat. A mikrotubulusok a tubulin nevű fehérjealegységből épülnek fel oly módon, hogy a részegységek gyöngyszerűen egymáshoz kapcsolódnak. A mikrotubulusok képződése és bomlása a sejt szükségleteinek megfelelően történik. A sejtben a szabad tubulin-alegységeket köti a stathmin, és ez a kötés meggátolja az egység hozzáépülését a mikrotubulushoz. Ebből következik, hogy a stathmin koncentrációjának változása hatással van a mikrotubulusok képződésére. A legújabb vizsgálatok azt bizonyítják, hogy a mikrotubulusoknak valamilyen, még nem tisztázott módon szerepe van a tanulásban és az emlékek kialakulásában. Azonban a működéséért felelős biokémiai útvonalról még meglehetősen hiányosak az ismeretek.

Dr. Shumyatski kutatócsoportja több éve foglalkozik a félelem kialakulásában központi szerepet játszó gének azonosításával. 2002-ben publikálták eredményeiket egy másik fehérje, a gasztrin-releasing peptid (Grp) szerepéről az amygdalában. Azok a génkiütött egerek, melyekben nem termelődik a Grp megkötéséért felelős receptor, sokkal hevesebb félelmet éltek át olyan szituációkban, melyekben a normál egerek épphogy csak megijedtek. A kutatók bebizonyították, hogy a Grp-nek nagy szerepe van a gátló folyamatokban. Amennyiben a sejtek nem képesek érzékelni a peptidet vagy nem termelődik elegendő belőle, akkor a félelmi reakciókat nincs ami gátolja, így azok sokkal intenzívebbek lesznek, mint egy vad típusú (normális) egyednél.

Az új eredmények segíthetnek a fóbiák, a pánikbetegség és egyéb szorongásos betegségek mélyebb megértésében, de mélyreható következtetéseket még korai levonni. Egyes vélemények szerint a stathmin gén aktivitásának egyedi eltérései lehetnek a felelősek azért is, hogy valakinek milyen a félelemküszöbe, és hogy egy kritikus helyzet milyen hatással van az illetőre. A kutatók eredményeikről a The Cell című tudományos lapban számoltak be.

Bodrogi Lilla