Das Gedächtnis beginnt im Allgemeinen langsam nachzulassen, sobald das Gehirn vor dem 30. Lebensjahr seine maximale Leistungsfähigkeit erreicht hat. Obwohl Forschende viele der Mechanismen verstehen, die an der Entstehung und Aufrechterhaltung von Erinnerungen beteiligt sind, bleiben die molekularen Ursachen des normalen altersbedingten Gedächtnisverlusts unklar.
Eine in Cell veröffentlichte Studie bietet eine mögliche Erklärung. Forschende untersuchten die Gehirne von 10 Millionen Fruchtfliegen in acht Lebensphasen – vom ersten Tag nach dem Schlüpfen bis zum Alter von 35 Tagen, einer bei diesen Insekten dem hohen Alter vergleichbaren Phase. Das sechsjährige Projekt wird als eine der größten Untersuchungen ihrer Art beschrieben.
Die Arbeit konzentriert sich auf Funes, ein nach Funes dem Gedächtniskünstler, der von dem argentinischen Schriftsteller Jorge Luis Borges erschaffenen Figur, benanntes Protein. Funes gehört zur Familie der Chaperone, deren Mitglieder Proteinen dabei helfen, sich in die dreidimensionalen Formen zu falten, die sie für ihre korrekte Funktion benötigen.
Die Forschenden stellten fest, dass eine gesteigerte Produktion von Funes bei älteren Fliegen dazu führte, dass sich an der Gedächtnisbildung beteiligte Amyloidproteine in Richtung jugendlicherer Zustände bewegten. Die Fliegen zeigten außerdem ein verbessertes Gedächtnis. Im Gegensatz dazu hatte die gesteigerte Produktion eines anderen Chaperons, CG6693, den entgegengesetzten Effekt: Junge Fliegen sammelten fehlgefaltete Amyloide an und schnitten bei Gedächtnistests schlechter ab.
Amyloide werden häufig mit neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson in Verbindung gebracht. Die Studie ergänzt jedoch die Hinweise darauf, dass einige Amyloide löslich und nützlich sind und dabei helfen, Langzeiterinnerungen zu bilden und zu bewahren, anstatt schädliche Plaques zu erzeugen. Ein Beispiel ist Orb2, dessen atomare Struktur zuvor von derselben Forschungsgruppe beschrieben wurde.
Die Ergebnisse legen nahe, dass Gedächtnisverlust einen allmählichen Übergang von funktionalen und harmlosen zu starreren und schädlicheren Formen der Amyloidproteine beinhalten könnte. Rubén Hervás, ein spanischer Biochemiker an der Universität Hongkong, der die Studie leitete, sagte, dieser Prozess könnte einen Teil des normalen Gedächtnisverlusts erklären, der mit dem Altern eintritt.
Die Forschenden weisen außerdem auf einen möglichen Zusammenhang mit dem Menschen hin. Orb2 besitzt menschliche Gegenstücke, darunter CPEB3. Hervás sagte, dass künftige Medikamente möglicherweise Formen des Proteins erhalten oder wiederherstellen könnten, die mit einer effizienteren Produktion synaptischer Proteine und einem besseren Gedächtnis verbunden sind, falls ähnliche strukturelle Veränderungen bei menschlichem CPEB3 auftreten und durch bestimmte Chaperone rückgängig gemacht werden können.
Ein von der Regierung Hongkongs mit einer Million Euro finanziertes Projekt wird untersuchen, ob der bei Fruchtfliegen beobachtete Mechanismus auch beim Menschen auftritt. José Javier Lucas, ein am Severo-Ochoa-Zentrum für Molekularbiologie tätiger Forscher, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte, die Arbeit könne dazu beitragen, die molekulare Grundlage des Gedächtnisverlusts zu erklären, der Menschen im Alter betrifft.
Lucas hob auch die weiterreichenden Auswirkungen der Forschung hervor. Amyloide könnten physiologische Funktionen im gesamten Körper regulieren, nicht nur im Gehirn, wodurch die Möglichkeit besteht, dass Veränderungen ihrer Funktionalität zu weiteren altersbedingten Problemen beitragen. Ob derselbe Prozess beim Menschen auftritt, muss noch geklärt werden.
Quellen: El País Ciencia.