Balázs Richárd

Egyetlen gén módosítása intelligensebbé teszi az egereket

Kutatók szokatlanul intelligens egereket hoztak létre egyetlen gén megváltoztatásával. Eredményük fényt deríthet a tanulás és az emlékezés molekuláris alapjaira, és új kezeléseket hozhat a korral kapcsolatos kognitív rendellenességekre.

A gén a módosítás hatására meggátolja a PDE4B (foszfodieszteráz-4B) enzim hatásának kifejtését, ami a gerincesek számos szervében, köztük az agyban is jelen van. A viselkedési tesztek során a PDE4B elfojtása fokozott kognitív képességeket mutatott az egereknél, gyorsabban tanultak, tovább emlékeztek eseményekre és hagyományos társaiknál jobban oldottak meg komplex feladatokat. Ugyanakkor a félelmetes eseményekkel kapcsolatos emlékek gyorsabban halványultak.

A közzétett eredmények kizárólag egerekre korlátozódnak, embereken nem próbálták ki, a PDE4B azonban az emberekben is jelen van. A félelemmel kapcsolatos emlékeknél szerzett tapasztalatok felkelthetik a kórós rettegésben szenvedők kezelésén fáradozó kutatók érdeklődését. A PDE4B-elfolytott egerek kevésbé szorongtak, több időt töltöttek nyitott, jól megvilágított terekben, mint hagyományos társaik, akik jobban kedvelik a sötét, zárt területeket.

A hagyományos egerek természetükből adódóan félnek a macskáktól, a PDE4B-elfolytott egereknél a macskavizelet jóval gyengébb félelem reakciót váltott ki, ami fokozott kockázatvállalási viselkedést jelez. Ez azonban tompítja az összetett feladatmegoldásban mutatott előnyöket, a félelem alacsony foka csökkenti az elővigyázatosságukat, ami a szabadon élő egereknél végzetes lehet.

"A kognitív rendellenességeket jelenleg alig kezeljük, ezért nagyon izgatott vagyok, hogy egerekkel végzett munkánkban azonosítottuk a foszfodiesztráz-4B-t, mint az új kezelések reményteli célpontját" - nyilatkozott dr. Steve Clapote, a Leeds Egyetem biomedikai karának tanára, a tanulmány vezetője.

A kutatók most olyan szereken dolgoznak, amik célzatosan a PDE4B elfojtására irányulnak. Ezeket a szereket állatokon fogják kipróbálni, hogy lássák, alkalmas lehet-e emberi klinikai tesztekre. "A jövőben a PDE4B-t célzó gyógyszerek javíthatják a neurokognitív rendellenességekkel és kóros szorongással élő egyének életét" - tette hozzá, a tanulmányban ugyancsak részt vevő dr. Alexander McGirr, a Brit-Kolumbiai Egyetem pszichiátere.

"A tanulmány rávilágít a PDE4B gén az egerek tanulásában és emlékezésében betöltött potenciálisan fontos szerepére, azonban további tanulmányok kellenek, hogy megtudjuk, vannak-e hatásai az Alzheimer-kórra vagy más demenciákra. Látnunk kell, hogyan befolyásolja ez a gén az emberek memóriáját és gondolkodását, csak így tudjuk felmérni a benne rejlő potenciált" - értékelte a tanulmányt dr. Laura Phipps a brit Alzheimer Kutató Intézet szakértője, aki nem vett részt a kutatásban. "Jelenleg hiányt szenvedünk a hatékony kezelésekben és a gén hatásainak megismerése kulcsfontosságú lehet az új gyógyszerek kifejlesztése felé vezető úton. Mivel nagyon sok embert érint a demencia, fontosak az ilyen kutatások"

Hozzászólások

A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
  • Ahoy #36
    Nem nem értettél félre, én ragadtattam el magam kicsit sci-fi témára... de 50 év múlva nem lehet tudni milyen vírusvektorokat tudunk készíteni szisztémás használatra is. Persze jelenleg lehetetlen irányokat beültetni.
    Amúgy még annyi, hogy sok esetben az időbeli kód is számít, nem csak egyszerű analóg-digitális konverziók (küszöb alatti potenciálok -> akciós potenciál)
    Pl a majom robotkéz vezérlésénél igen neurhálós tanuló algoritmusokkal fordították a kódot..de mondom van rengeteg olyan folyamat az idegrendszerben, pl a szaglás, ahol nagyon összetett kódkombinációkból jönnek létre a szagingerek. Az ember genomjának jelentős része csak a szagingerekhez kapcsolódó genetikai kódokat írják le. Tulajdonképpen a szaglásnál nem lehet egyértelműen sejtekhez rendelni bármit is. Egy sejt sokféle ingerben részt vehet a kód alapján.
  • fszrtkvltzttni #35
    Akkor valószínűleg félreértettelek amikor injekcióról beszéltél.
  • Ahoy #34
    Illetve egy nagyon pontos fMRI kép után, amivel az epilepszia műtéteket végzik is lehet mikrofluidikai tapaszokkal eljuttatni a megfelelő koncentrációt a kéreg pontos helyeire. Vagy mikroinjekciókkal... Már kész is a 3D koordinátarendszer.

    Most külföldön vagyok nem tudom megnézni azt a doksit ahol le volt írva a távirányítós egér motoros mappingja hogyan történt...de ott már neuromoduláció és dekódolás, enkódolás is szerepet kapott
  • Ahoy #33
    Nem is mondtam ilyet. Viszont speciális agyterületeket, sejttípusokat be lehet fertőzni. Pl substantia nigra dopaminerg sejtjei. Vagy a kéreg piramissejtjei.

    Pontosan már nem emlékszem hogyan történik ez, de újra el kell olvasnom azt az előadást.

    Amúgy arra használják főleg, hogy metszetekben megnézzék mi hová fut. Nem tartom kizártnak, - mivel vannak olyan vírusok amik az idegekben jutnak el ide-oda (övsömör ha jól tudom) hogy bal kézfejbe adott injekcióban lévő víruskoncentráció eljut a megfelelő pályákon a gerincvelőbe, majd fel az upper motoneuronokig... mindez szinapszisok membránján mondjuk...de ez csak egy gondolatkísérlet :)
    Ahogy én láttam ezer féle zseniális módot találtak már most is ki a fertőzés specifikusságára nézve és ez egy gyerekcipőben lévő tudománynál.
  • fszrtkvltzttni #32
    "Genetikával megoldható a specificitás. Nem egyszerű, de elég csak szisztémásan megfertőzni az állatot, és csak adott sejtjei fertőződnek meg." Nem hiszem el, hogy pl. a jobb és a bal oldal mozgatásáért felelős idegsejtek így megkülönböztethetőek lennének.
    Az elektródák tényleg nem túl jók, de ha az általad említett lézeres és RF verziók közül választani kellene gyakorlati alkalmazásnál, én egyértelműen a lézerre szavaznék, még ha ehhez optikai vezetékekkel kell teletömni az idegrendszert. Viszont azt is elhiszem, hogy a RF a kutatásoknál sokkal kényelmesebb.
  • Ahoy #31
    Genetikával megoldható a specificitás. Nem egyszerű, de elég csak szisztémásan megfertőzni az állatot, és csak adott sejtjei fertőződnek meg. Úgy kell tervezni a vírusvektort hozzá. Ez már gyakorlatban is működik. Persze mondom sok sok megoldatlan probléma van még, immunszupresszió, kimosódás, nem azonos koncentrációjú fertőzés stb...

    Majd megkeresem azt az előadást, ahol a távirányítós egér volt, mert konkrétan nem tudom én sem, hogy a 3D koordinátás irányt hogy valósították meg egy vírussal és egy diódával.Persze optogenetikai csatornákból rengeteg féle van különböző hullámhosszra érzékenyek, más-más kémiai folyamatot beindító Gfehérje kapcsolt membránfehérjék stb... Az egészet, hogy ez valaha is működni fog mozgások távirányítására, a távoli jövőben tudom csak elképzelni 50-100 év között. Viszont félelmetes, hogy pár év alatt az optogenetika teljesen átformálta a neurobiológiát - és olyan fejlődésen ment át maga a technika, hogy megjósolhatatlan mi lesz.

    RF-nél egyértelműen nagy probléma a zaj, a lézerhez képest....de érdekes lehetőségek vannak abban is.
    Engem is a gyógyítás érdekel, szóval a mostani bionic hand project hátulütőjének azt látom, hogy meg kell csáklyázni egy perifériás ideget eléggé durván. Elektródával azt is csak hozzávetőlegesen átlagolva lehet ingerelni és elvezetni (ehhez képest meglepően jól működik némi tanulással és plaszticitással)
    Vannak most ilyen elektródák: http://www.mdpi.com/sensors/sensors-08-06077/article_deploy/html/images/sensors-08-06077f8-1024.png

    Keresztülnövik az axonok, csak mivel az emberi neuroregeneráció pite, alig 10%, gondolhatod milyen sikeres. (békáknál 50%)

    VIszont ha befertőzzük a perifériás ideget, akkor elkezdi kirakni az axonra a csatornákat és nagyon kis távról nagy intenzitással lehetne RF ingerelni valahogy szelektálva az axonok szintjén is. A cél ugye az lenne, hogy mondjuk egy bioinspirált bőrből érkező teljes precíz érintési információ eljusson axononként az idegen. Ez szerintem csak optogenetikával lehet megcsinálni, mert az elektróddal tönkretesszük magát az ideget. Akár lehet lézeresen is, mert egy ekkora átmérőjű idegen szerintem átmegy bőven a lézer. Amúgy megcsinálták a neuronok alakjának változtatását is optogenetikai vírussal. Szóval az ilyen regeneratív elektródoknak nagy szerepe lesz a közeljövőben... ismerek egy PhD-s lányt aki ezzel foglalkozik amúgy... PhD-re majd én is ezt a témát akarom, vagy optogenetikát. Sajnos itthon csak felhasználják és tervezik a vírusvektorokat, GM egereket (KOKI víruslabor, meg talán a Femtonics GM egerei) de úgy konkrétan eszköz és módszertan fejlesztésről nem tudok.
  • fszrtkvltzttni #30
    Igen, de még ott is az van, hogy ok irányítod a mozgását, viszont a beszéd, mimika meg úgy általában a finom motoros funkciók terén még mindig akadhatnak problémák.
    És, hogy tovább kötözködjek, az RF-es távirányításban se vagyok biztos, hogy jó választás. Egyrészt hányféle ilyen fehérje van, mert vezérlendő funkciónként külön sávot kellene használni, tehát egy egész víruskoktélt kellene bejuttatni. A bejuttatás sima oltással is necces, mert önmagától nem fogja megtalálni a pontos helyét, tehát valamilyen szintű nanobotokra van szükség, hogy pontosan célba érjenek. Az analóg RF vezérlés (az általad említett "RF ingerlésű optogenetika" ilyen) pedig önmagában necces, mert elég érzékeny az időjárási viszonyokra, direkt zavarható. A telekomunikációban van zajszűrés, amivel ezt meg lehet oldani, de kétlem, hogy ezt biotechnológiával is menne. Szerintem ezt chip beültetésével lehet csak megoldani, és azt vezérelni távolról.

    "Elvileg az egérnél ki tudták jelölni a pályát és így "erős késztetést" érzett arra, hogy kövesse az útvonalat." Szerintem én is erre gondoltam, de ez nagyon nem a motoros pályák közvetlen stimulációjának hangzik.
    "(lehet egy sima agymosással többre mész)" Ez így van.
  • Ahoy #29
    Ja és igen, a gerincvelős dologban egyetértek. Akkor kiesne a cerebellum, agytörzs stb... Persze lehetne szimulálni ezeket, de ahhoz kb egy humanoid robot szenzoros feedbackje kéne + a testből érkező szenzoros rendszerek nem biztos hogy emulálhatóak. = zombi. Akkor marad a motoros kéreg, és "kényszeres késztetés" a cselekvésre.
  • Ahoy #28
    Elvileg az egérnél ki tudták jelölni a pályát és így "erős késztetést" érzett arra, hogy kövesse az útvonalat. Agyba ültetett lézerdiódás cuccal. Amúgy teljesen "jól volt" látszólag, semmi zombulás. Persze ez az egész teoretikus dolog, nem valószínű, hogy mostanában precíz mozgások végeztethetőek lesznek ilyen téren - mert ahogy írod ahhoz feedback kellene. Akkor meg már szenzoros pályákat is el kellene vezetni, vagy kiolvasni optogenetikával (erre is van lehetőség).... mondjuk így belegondolva lehet feedback nélkül is megoldható valamilyen szinten 3D koordinátarendszerben történő mozgatás, mint egy robot esetében..., ahogy izomstimulátoros dolog is működik jelenleg. (Az új generációs bionic hand projecten viszont már van szenzoros feedback, perifériáról)

    Az érzelmek és gondolatok ilyen téren való manipulása szerintem sokkal nehezebb dió (lehet egy sima agymosással többre mész). Míg a mozgás nagyon szépen kivetíthető a kéregre területek szerint "mappingolva"...addig egy érzelem, gondolat helyen koránt sem térképezhető fel. Még a memória területe is bonyolult, hiszen életünk során folyamatosan másolódnak át a hippocampusból a dolgok a neocortex területeire hosszú távon.
    Tehát míg a mozgatás kérdése elméletben, állatoknál gyakorlatban megoldott, addig egy konkrét érzelem, emlék, gondolat befolyásolása GM vírusokkal elméletben se nagyon lehetséges még. Konkrétan nem tudni milyen területeket kéne megfertőzni és ingerelni - a mozgással ellentétben.
    Viszont általános agyi érzelmeket, agressziót stb ezeket könnyen lehet manipulálni ilyen módszerekkel. A depresszióra elvileg a közeljövőben lehet egy stimulátoros eszköz. Ez mondjuk felveti a kábítószer-készülékek egy új generációját, amikor csak egy gombnyomással megindíthatjuk a dopaminerg pályákat pl ha szomorúak vagyunk.
  • NEXUS6 #27
    Namost tegyük fel fordítva a kérdést. Olyan valójában nincs, hogy egyetlen gén felelős egy intelligens rendszer kialakulásáért. Az már inkább valószínű, hogy egyetlen gén elég, hogy egy rencer szarul működjön.

    Ergó nem egy gén teszi okossá a GM egereket, hanem egy defektes gén teszi hülyévé a többit!
    XD