Rola genu Arc w konsolidacji pamięci
Cząsteczki mRNA genu Arc są zlokalizowane w aktywnych obszarach synaps i wydają się uczestniczyć w nadprodukcji beta amyloidów, wiązanych z chorobą Alzheimera. Opisanie mechanizmów regulacji genu Arc pozwoliłoby wyjaśnić procesy plastyczności synaps i mogłoby przyczynić się do odkrycia cząsteczek docelowych w leczeniu choroby Alzheimera. Aby lepiej zrozumieć zjawisko plastyczności synaps prowadzono w ramach finansowanego przez UE projektu "Linking dendritic mRNA metabolism to neuronal functions and disorders" (DENDRITIC MRNAS) badania nad wzorcami ekspresji genów związanych z synapsami ze szczególnym naciskiem na białko Arc. Naukowcy z projektu DENDRITIC MRNAS poszukiwali czynników kontrolujących ekspresję genu Arc w odniesieniu do aktywności synaps. W tym kontekście wykorzystali nieulegający transkrypcji region na końcu 3' (3'UTR) genu Arc, aby uzyskać ekspresję lucyferazy – enzymu występującego u świetlików. Manipulacje genetyczne regionu 3'UTR ukazały, które elementy są niezbędne do ekspresji genu Arc. Co ciekawe, różnicowy splicing mRNA genu Arc był częścią precyzyjnego mechanizmu regulacji ekspresji tego genu w związku z sygnałami synaptycznymi. Ten proces powodował albo degradację cząsteczki mRNA, co skracało czas, w którym to niezbędne białko było wytwarzane w odpowiedzi na bodziec, lub jej translację. ten paradoks służy pewnie do uzyskania dużego, lecz ograniczonego w czasie nasilenia ekspresji genu Arc, co współgra z charakterem plastyczności synaps. Dalsze eksperymenty dowiodły, że regulacja genu Arc ma miejsce również na poziomie translacji. Korzystając ze swoistych inhibitorów naukowcy badali defosforylację eIF2, będącą kluczowym etapem w przełączaniu się synaps na długoterminowe efekty plastyczności, i oznaczyli aktywność PKA. Podsumowując, prace badania DENDRITIC MRNAS dostarczyły dowodów na wieloczynnikową regulację ekspresji genu Arc. Wyniki projektu przyczynią się do wyjaśnienia procesów towarzyszących długoterminowemu przechowywaniu wspomnień i zmianom w fizjologicznych odpowiedziach, jakie mają miejsce podczas chorób zwyrodnieniowych układu nerwowego.
