Każdy element kodu DNA jest ważny

Nowe badanie wskazuje na to, że tzw. śmieciowe DNA, uznawane za niepotrzebne, odpowiada za naprawę obwodowych włókien nerwowych. W eksperymentach wykazano, że ten sam mechanizm da się pobudzić także w mózgu i rdzeniu kręgowym.

Kluczową rolę w tym mechanizmie odgrywają wielokrotnie powtarzające się sekwencje DNA znane jako SINE

.Naukowców od dawna zastanawiało, w jaki sposób obwodowe włókna nerwowe, które u dorosłej osoby mogą mierzyć nawet metr, potrafią się regenerować po uszkodzeniach, podczas gdy mózgi i rdzeń kręgowy nie mają takiej zdolności.

W nowym badaniu opublikowanym w czasopiśmie „Cell” odkryto, że kluczową rolę w tym mechaniźmie odgrywają wielokrotnie powtarzające się sekwencje DNA znane jako SINE.

Stanowią one ponad dziesięć procent ludzkiego genomu i dotychczas były uważane za najbardziej bezużyteczne fragmenty DNA człowieka, tzw. śmieciowe DNA.

– Te sekwencje o wysokiej liczbie kopii są trochę jak genomowe pasożyty. Czasami mają skłonność do samoreplikacji, ale – o ile nam wiadomo – dotychczas wykazano, że przynoszą gospodarzowi bardzo niewiele korzyści – mówi autor badania, prof. Indrek Koppel. – Teraz wiemy, że po uszkodzeniu obwodowego układu nerwowego neurony zaczynają aktywnie produkować niekodujące białek RNA właśnie z tych powtarzających się sekwencji SINE.

Śmieciowe DNA można pobudzić samonaprawy

.Eksperymenty wykazały, że odkrytą funkcję wspierającą regenerację komórek nerwowych można wyłączyć. Gdy zespół badawczy zahamował produkcję RNA, odrastanie włókien nerwowych spowolniło. Następnie naukowcy sprawdzili, czy ten sam mechanizm może działać również w ośrodkowym układzie nerwowym. Taka zdolność miałaby tutaj szczególne znaczenie, ponieważ ośrodkowy układ nerwowy regeneruje się znacznie mniej skutecznie, niż obwodowy.

Badaczom udało się sztucznie aktywować ten sam mechanizm w ośrodkowym układzie nerwowym i pokazali, że mózg i rdzeń kręgowy można pobudzić do samonaprawy.

– Odkrycie funkcji ważnej dla układu nerwowego w czymś, co dotychczas uważano za stertę genomowych śmieci, było nowe i nieoczekiwane. Mamy nadzieję, że ta nowa perspektywa dotycząca molekularnych mechanizmów naprawy uszkodzeń nerwów znajdzie zastosowanie w opracowywaniu innowacyjnych terapii urazów rdzenia kręgowego czy mózgu, a nawet chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera czy ALS – podkreśla prof. Koppel.

Mózg może się uczyć w każdym wieku. O tym, że na naukę nigdy nie jest za późno

.Wieku 55 lat Philippe w końcu znalazł czas dla siebie, po tym jak dzieci opuściły dom rodzinny. A może zacząć się uczyć grać na fortepianie? Zawsze o tym marzył. Ale w wieku 55 lat, mówi sobie, nie jestem już w stanie tego zrobić, jestem zbyt stary, a mój mózg nie jest już taki wydajny jak wtedy, gdy miałem 20 lat…

Nathalie ma 30 lat. By uczynić kolejny krok w karierze zawodowej, musi wybrać pomiędzy ofertą pracy w Niemczech, która jej zbytnio do gustu nie przypada, i w Hiszpanii, którą uważa za wspaniałą. Teraz żałuje: „Powinnam była uczyć się hiszpańskiego, gdy byłam w liceum. Dziś jest już za późno na naukę nowego języka”.

Wiele osób doświadcza tego uczucia bycia zbyt starym, żeby uczyć się czegoś nowego. Ale czy jest ono uzasadnione?

czenie się jest, w rzeczywistości, czynnością całego życia. Od najmłodszych lat nasz mózg mobilizuje znaczną część swoich funkcji (skupienie, pamięć, widzenie, słyszenie, motoryka…) po to, abyśmy mogli nabywać nową wiedzę i nowe umiejętności. Jakie mechanizmy pozwalają nam się uczyć? I jak się one zmieniają wraz z upływem lat?

Uczenie się jest dynamicznym procesem poznawczym, który przebiega w dwóch etapach: najpierw następuje pozyskanie nowej informacji, a później, jej zmagazynowanie w pamięci. Proces ten zostawia pewnego rodzaju odcisk w naszym mózgu, jako ślad po przeżytym doświadczeniu. A dokładniej, neurony, które uczestniczą w tym doświadczeniu i pozyskaniu nowej informacji zmieniają sposób, w jaki rozmawiają ze sobą: ich połączenia (synapsy) wzmacniają się lub zanikają.

Czasami zdarza się, że dynamika naszych procesów uczenia się prowadzi, po prostu, do eliminacji niepotrzebnych połączeń neuronowych, na rzecz połączeń „pożytecznych”. Mówi się obrazowo o „przycinaniu” synaps (pruning w jęz. angielskim), tak jak robi się z drzewami, które pozbawia się niepotrzebnych gałęzi. Do „przycinania” synaps dochodzi głównie w dzieciństwie oraz w czasie olbrzymiej rewolucji, jaką jest okres dojrzewania.

Zmiany na poziomie neuronów mają związek z tym, czego się uczymy i są szczególnie intensywne w okresie dzieciństwa. Zdobywamy wtedy dużą ilość wiedzy i rozwijamy nowe kompetencje, takie jak widzenie, dotykanie, chodzenie czy mówienie. Te zdobycze odciskają piętno na całym mózgu, ponieważ uczestniczą w procesie transformacji rozmaitych sieci neuronów. Nic w naszym mózgu nie istnieje trwale.

Uczenie się pozostawia zatem w naszym mózgu fizyczny ślad. Ten dynamiczny mechanizm nosi nazwę neuroplastyczności bądź plastyczności mózgu. Odkrycie go przez neurobiologów pozwoliło zrozumieć podstawową rzecz: nic w naszym mózgu nie istnieje trwale.

Gdy się uczymy, plastyczność mózgu pozwala na jego ciągłe modelowanie. Ten mechanizm jest nie tylko stosunkowo szybki, ale też odwracalny. Naukowcy odkryli bowiem, że niektóre regiony mózgu u młodych, pełnoletnich osób, wykazywały znaczne zmiany strukturalne po trzech miesiącach nauki żonglowania, w porównaniu z mózgami osób, które nie uczyły się żonglować. Te zmiany zanikały kilka tygodni po zaprzestaniu nauki. Teraz już rozumiemy, dlaczego artyści cały czas ćwiczą!

Jesteśmy w pewnym sensie „zaprogramowani” na to, żeby się uczyć. Nasz mózg jest w stanie ciągle się dostosowywać i zmieniać pod wpływem naszych doświadczeń, od najmłodszych lat do starości. Nie ma więc jednego wieku na naukę nowego języka.

Są takie okresy w życiu człowieka, które bardziej sprzyjają niektórym rodzajom uczenia się. Badania w dziedzinie psychologii rozwoju człowieka udowodniły, że w mózgu istnieją „okna czasowe”, odpowiadające okresom, w których mózg posiada szczególną zdolność pozyskiwania informacji z otoczenia. Wiele badań naukowych dotyczyło na przykład akwizycji języka ojczystego Wykazano, że istnieje okno czasowe szczególnie sprzyjające nauce mówienia. Stąd więc bierze się powszechne i niesłuszne przekonanie, że im bardziej się starzejemy, tym trudniej jest nam nauczyć się drugiego języka. Nawet jeśli faktycznie istnieje jakiś kluczowy okres na pozyskiwanie języka ojczystego, to w przypadku drugiego języka nie jest to już takie oczy.

Teks dostępny na łamach Wszystko co Najważniejsze: https://wszystkoconajwazniejsze.pl/alice-latimier-mozg-moze-sie-uczyc-w-kazdym-wieku-na-nauke-nigdy-nie-jest-za-pozno/

PAP/MB