Prioiak oroimenaren zaindari
Duela 30 urte imajinaezina zen DNA edo RNArik gabe “ugaltzeko” gai den sistema organiko infekzioso batez hitz egitea. Sistema infekzioso guztiek egitura genetikoak zituzten, ugaldu eta infekzioa zabaltzeko; baita birusek ere, artean ezagutzen ziren agente infekzioso sinpleenek. Baina prioiek erakutsi zuten posible zela: modu okerrean tolestutako proteina soil batzuk gai ziren inguruko proteinei beren tolestaketa okerra kutsatzeko. Ukitze hutsez, ugaldu beharrik gabe.
Ondoan zituzten proteina funtzionalen forma tridimentsionala aldatzea lortzen zuten, eta sortutako forma tridimentsional hori desengokorra izanik, prioiek elkarpilatzera jotzen zuten, gero eta agregatu handiagoak sortuta eta zelulako prozesuak oztopatuta.
Prioiek eragindako gaixotasunek alarma piztu zuten hasieratik, behi eroen krisialdian, hitzik gabe geratu baitzen komunitate zientifikoa infekzio-modu berri horren aurrean. Prioiak izate hutsa zirraragarria zen biologiaren ikuspegitik, ezin ukatu; baina, aldi berean, beldurgarria ere bazen. Ez zekiten nondik heldu prioiek eragindako infekzioei. Gainera, neuroendekapenezko gaixotasun askoren oinarrian ere egon daitezkeela ikusi da: alzheimerra eta parkinsona, besteak beste.
Ikerketa askoren ondoren, ordea, prioien aurpegi atsegina azaleratzen hasi da: patogenoak ez diren prioiak, agregatuak sortu eta gure gorputzean berariazko zereginak dituztenak.
Epe luzeko oroimena prioien esku
Garunari erreparatzen badiogu, mila milioika neurona ikusiko ditugu, bakoitza sinapsi askorekin. Sinapsi horietan finkatzen da oroimena, haiei esker gordetzen ditugu kimikoki oroitzapenak. Francis Crick-ek, DNAren egituraren aurkitzaileetako batek, ordea, kezka bat adierazi zuen, duela jada 20 urte: nola da posible proteinek zelula bizietan irauten dutena baino askoz ere gehiago irautea oroitzapenek? Izan ere, sinapsietako proteinek bi hilabete irauten badute, nola manten daiteke urteetan zehar oroitzapen bat kimikoki? Nola egonkortu daiteke sinapsi bat betiko?
Prozesu horretan nolabait agregatzen den proteina batek egon beharko zuela aurreikusi zuen Crickek. Agregatua izanik, ez zuen mugitzeko ahalmenik izango, eta hori izan zitekeen sinapsi jakin bat egonkortzeko modua.
Sinapsietan prioiak azaltzen zirela ikusi zuten gero, eta esperimentuak egiten hasi ziren saguak entrenatu zituzten labirinto bat behin eta berriz zeharkatu zezaten, esperientzia hura epe luzeko oroitzapen gisa finkatu arte. Ingeniaritza genetikoaren bidez, neuronen arteko sinapsietan ohikoa den CPEB prioiaren genea isilarazi zuten, eta emaitzak harrigarriak izan ziren: oroitzapena finkatu eta handik bi astera desagertua zen dagoeneko.
Gauza bera ikusi dute ozpin-eulietan. Eme batek ez badu erakusten kopularako jarrerarik ar jakin batekiko, ar horrek gogoratu egingo du, eta ez da berriro saiatuko, nahiz eta denbora luzea igaro. Prioi gisa jokatzen duen Orb2 proteina mutatuz gero, egun bakar batetik aurrera, oroitzapenak ezegonkor bihurtzen dira; hiru egun pasatuta, guztiz desagertu dira. Arra berriz saiatuko da eme hori estaltzen.
Hortik abiatuta ikusi dute prioiek sinapsi neuronalak sendotzeko eta egonkortzeko balio dutela, eta horrek egiten duela posible epe luzeko oroimena mantentzea. Prioiek oso aproposak dirudite lan horretarako. Izan ere, denboran oso egonkorrak diren egitura polimerikoak sortzen dituzte, eta gainera, haien bihurketa autosufizientea da: prioi batek bere tolestaketa aldatzen duenean, automatikoki jarraituko dute inguruko proteinek ere beren tolestaketa aldatzen. Prioien kutsatze bidezko prozesu horrek konpontzen du Cricken arazoa, neuronaren hasierako estimuluaz harago, beste estimulurik gabe jarraituko baitute etengabe kate agregatuak sortzen. Horrek etengabe mantenduko du sinapsia, eta hortaz, oroitzapena.
Baina oroitzapen guztiak ez ditugu betiko gordetzen. Neuronak bereizten du, erregulazio zorrotz batez, zein zirkuitu neuronal egonkortu eta zein ez. Pultsu elektrikoa jasotzen duenean, sinapsi horretan bakarrik gertatzen den dantza biokimiko konplexu batean, fosfato-talde bat jarrita aktibatzen du prioiaren tolestaketa-aldaketa eta aktibazioa. Hortik aurrera, prioiaren agregatuak mantentzen diren bitartean, epe luzeko oroitzapenak mantenduko dira. Haiek dira oroimenaren oinarri biokimikoa.
Hori bai, oroimen-sistema gisa jokatzeko duten ardurak berak bihurtzen ditu prioiak, zenbaitetan, neuronen eta oroimenaren agente patogeno. Hala uler liteke alzheimer eta parkinson gaixotasunetan duten inplikazioa.
Landareen loratzea
Ugaztunok ez gara prioien lanaz baliatzen garen bakarrak. Massachusetts Institute of Technology-ko (MIT) genetikariek, adibidez, prioien ezaugarriak dituzten 500 bat proteina aurkitu dituzte landareetan. Haietatik askok loratzearekin zerikusia duten funtzioak dituzte.
Landareek, inguruko baldintzen aurrean erantzuna emateko, oroimena garatzen dute. Aurretik jasandako lehorte, beroaldi, hotzaldi eta agente patogenoak erregistratzen dituzte, nolabait. Hibernazioaren oroimena, adibidez, hotza denbora luzez sentitu ondoren garatzen dute. Oroimen horri esker, landareek pasatutako neguak gogoratzen dituzte, eta loratze-unea erregulatzen dute. MITeko ikertzaileen arabera, prioiak ezinbestekoak dira inguruko baldintzak epe luzean erregistratu eta ondorengoen loratze-prozesua erregulatzeko. Nolabait, ondorengoetan ere hotzaren oroimena gordetzen laguntzen dute, belaunaldiz belaunaldi, geneak inplikatu beharrik gabe. Haiei esker, oraindik inoiz hotzik jasan ez duten landareek ere izaten dute oroimen hori. MITeko ikertzaileen arabera, prioiek eman dute proteinetan oinarritutako oroimen molekularra ulertzeko gakoa.
Bakterioek ere badituzte
Orain arte, bakterioak ziren bizidunen artean prioi-zantzurik erakutsi ez zuten bakarrak, baina azken ikerketek frogatu dute bakterioek ere badituztela. 60.000 genoma bakteriar analizatu dituzte, legamien prioien antzeko sekuentzia genetikoen bila, eta ikusi dute Rho izeneko proteinaren sekuentzia bat hautagai ona izan zitekeela. Hala, Clostridium bolutilum bakterioaren Rho proteina Escherichia coli bakterioan injektatu, eta prioiek bezala jokatzen duela baieztatu dute.
Rho proteina gene askoren adierazpena eta aktibitatea erregulatzen duen osagaia da berez. Rho proteinaren bertsio arrunta injektatzean Escherichia coli-ren aktibitate genetikoa isilarazten zuela ikusi zuten, eta bertsio prionikoa injektatzean gene asko aktibatu egiten zirela. Hori ikusita, ikertzaileek uste dute bakterioen kasuan, geneen erregulazioaren bidez, prioiek inguruko baldintzen bat-bateko aldaketetara egokitzen lagundu ditzaketela bakteriook. Horri esker, baldintzen aldaketen aurrean erantzun azkar bat emateko aukera izango lukete; adibidez, antibiotiko baten presentzian.
Gainera, prioiak heredagarriak direnez, pentsatzekoa da aukera emango dutela bakterioek ezaugarri horiek hereda ditzaten mutazio genetikoen beharrik gabe.
Bakterioetan ere badaudela ikusita, badirudi prioiak uste zena baino askoz ere zabalduago daudela naturan, eta eukariotoak sortu aurretik azaldu zirela, duela 2.300 milioi urte baino gehiago. Baina nondik ote datoz proteina misteriotsu horiek?
Prioiak inoiz ez dira izan oharkabean pasatzen diren horietakoak. Sorpresak ematen ohituta daude. Ez dakigu, ordea, haien izaera bereziak zer beste gaitasun emango dizkien. Ikertzaileek ziurtatu dute oraintxe hasi direla haiek ulertzen, eta sorpresa gehiago ekarriko dituztela ia ezinbestean.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
