DNA-Schäden als Lernmechanismus
Forscher am Picower Institute for Learning and Memory des MIT entdeckten, dass Neuronen bei Lernaufgaben gezielt beide Stränge der DNA an bestimmten genetischen Stellen brechen. Diese Brüche treten in Genen auf, die synaptische Verbindungen regulieren, und ermöglichen es den Neuronen, sich neu zu verdrahten. Die am 27. Juni in Nature Neuroscience veröffentlichte Studie nutzte hochauflösende Bildgebung, um den Prozess in Echtzeit in Maushirngewebe zu beobachten.
Reparaturprozess entscheidend für Gedächtnis
Wenn die Forscher den DNA-Reparaturmechanismus bei Mäusen blockierten, zeigten die Tiere eine beeinträchtigte Gedächtnisbildung. „Ohne die Reparatur werden die Brüche zu dauerhaften Schäden, und das Neuron kann keine dauerhaften Verbindungen herstellen“, sagte die leitende Forscherin Dr. Li Wei. Das Team identifizierte einen Proteinkomplex namens PARP1 als Hauptregulator, der sowohl das Brechen als auch die Reparatur auslöst.
Mögliche Verbindungen zu neurodegenerativen Erkrankungen
Die Entdeckung könnte Auswirkungen auf Alzheimer und andere neurodegenerative Erkrankungen haben, bei denen die DNA-Reparaturmechanismen bekanntermaßen mit zunehmendem Alter nachlassen. Das Forschungsteam untersucht nun, ob der altersbedingte Zusammenbruch dieses DNA-Reparatursystems zum kognitiven Abbau beiträgt.