Bireyden bireye hafıza aktarımı mümkün mü?

Bilim insanları bir deniz salyangozundan (Aplysia californica) diğer deniz salyangozuna RNA transferi yoluyla 'hafıza aktarımı' gerçekleştirmiş olabilirler mi?
Hayat Nesin - bilimsoL
Çarşamba, 11 Temmuz 2018 15:29

Kalifornia-Los Angeles Üniversitesi'nden (UCLA) bir grup sinirbilimci geçen ay eNeuro isimli sinirbilim dergisinde yayımladıkları bir makaleyle, bir salyangozdan diğerine RNA (ribonükleik asit) transferi sayesinde canlının "hafızasını" aktarmayı başardıklarını duyurdu.

Hafıza, geçmişe ait bilginin saklanmasına verilen isim. Hayvan beyinlerinde bilgi saklanması aslolarak sinir hücreleri arasındaki bağların değişimiyle gerçekleşiyor. Ama hayvanlar dışında da birçok canlı, çevresine ait bilgiyi epigenetik yollarla, örneğin RNA, protein veya hormonlar biriktirerek de saklayabiliyor.

RNA'nın canlılarda hafıza oluşumu ve bilgi saklama süreçlerinde oynadığı rollerin ayrıntıları daha bilinmiyor. Yeni yapılan çalışmada da RNA transferi ile uzun süreli hafızanın, bazı yönlerinin, salyangozlar arasında moleküler yolla aktarımının mümkün olup olmadığı araştırılmış.

Çalışmada "saf" (eğitilmemiş) ve "eğitilmiş" diye adlandırılan iki salyangoz grubu yaratılmış. "Saf" salyangozlara hafif elektroşok uygulandığında, salyangozların kendisini korumak için 1 saniyeliğine kuyruklarını geri çektikleri görülmüş.

Bu uygulamayı 20 dakika aralıklarla 5 kez uygulayınca ve bunu 24 saat sonra tekrarlayınca, araştırmacılar salyangozlara dokunduklarında kuyruklarını 50 saniyeliğine geri çektiğini görmüşler. Salyangoz grubu böylece "eğitilmiş" adı verilen grubu oluşturmuş.

Daha sonra hem eğitilmiş hem de saf salyangozların dokularından RNA saflaştırılmış ve bu RNA'lar iki farklı saf salyangoz grubuna enjekte edilmiş.

Eğer RNA'nın bilgi aktarımında bir rolü yoksa, her iki salyangoz grubu da elektroşok verildiğinde aynı tepkiyi göstermeli. Ancak sonuçlar bir etki olduğuna işaret etmiş. Eğitilmiş salyangozlardan saflaştırılan RNA'nın verildiği saf salyangozlar, eğitilmiş gruptakiler gibi kuyruklarını 40 saniye süreyle çekmişler. Saf salyangozların RNA'sı verilen saf salyangozlarınsa savunma mekanizmasında herhangi bir değişiklik görülmemiş.

Çalışmanın sonraki aşamasında ise saf salyangozlardan motor nöronlar (sinir hücreleri) ve duyusal nöronlar toplanmış, ayrı ayrı ve birlikte petri kaplarına alınmış. Eğitilmiş salyangozların RNA'sını ilavenin elektroşokun salyangozun kuyruğuna uygulandığında gösterdiği tepkiyle paralel olarak, duyusal nöronların uyarılmasını artırdığı görülmüş.

Kullanılan Aplysia californica türü salyangozların sinir hücreleri bizim sinir hücrelerimize benzer olsa da incelenen salyangoz sisteminin oldukça basit bir organizma olduğu unutulmamalı.

Bu çalışma insanlar için dilimize Sil Baştan olarak çevirilen The Eternal Sunshine of the Spotless Mind filminde olduğu gibi ütopik bir anlama gelmese bile, yaşayan bir organizmadan diğer organizmaya bilgi aktarımının en azından şimdilik bir salyangoz için RNA aracılığıyla mümkün hale gelmiş olduğu görünüyor.

Hafıza depolama, sinir sistemi olan organizmalarda sinir hücreleri arasındaki bağlantılarda (sinapslarda) değişim ile gerçekleşiyor. Ancak sinir hücreleri dahil tüm hücrelerin geçmiş deneyimlere dair bilgiyi epigenetik denilen moleküler değişiklikler yoluyla biriktirmek gibi yetenekleri de var. Bunu yalnızca karmaşık hayvanlar değil, bakteriler dahi yapabiliyor. Söz konusu çalışma da bu epigenetik bilgi aktarımı sürecinde RNA'nın bilinen rolüne güzel bir örnek sunuyor.

Sinapslarda saklanan karmaşık hafızaları (geçmiş bilgiyi) RNA yoluyla aktarmak gerçekçi gözükmüyor. Ancak yazarlar, ileride Alzheimer hastalığı ya da travma sonrası stres bozukluğu gibi durumlarda sinir hücrelerini maniple etmek için RNA'nın potansiyel olarak kullanılabileceğine işaret ediyor.

Referanslar:

http://www.eneuro.org/content/early/2018/05/14/ENEURO.0038-18.2018

https://www.sciencealert.com/memory-transferred-between-sea-snails-rna-engram