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Una investigación revela cómo la melatonina mejora la memoria a largo plazo

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Una investigación revela cómo la melatonina mejora la memoria a largo plazo

Un estudio liderado por investigadores de la Universidad Sophia ha revelado los mecanismos moleculares por los que la melatonina y sus derivados mejoran la memoria, centrándose en la fosforilación de proteínas específicas. Este descubrimiento podría conducir a nuevos tratamientos para los trastornos de la memoria relacionados con la edad. Crédito: SciTechDaily.com

Utilizando un modelo de ratón, los investigadores detectan cambios en los niveles de fosforilación de proteínas clave implicadas en la formación de la memoria a largo plazo.

Numerosos estudios han demostrado los efectos de la melatonina y sus derivados sobre la memoria en modelos animales. También se sabe que la formación de recuerdos a corto y largo plazo requiere la fosforilación de determinadas proteínas relacionadas con la memoria. Sin embargo, los mecanismos moleculares que subyacen a la mejora de la memoria inducida por la melatonina siguen siendo difíciles de alcanzar.

Ahora, investigadores médicos de la Universidad Sophia, Japón, han realizado importantes descubrimientos que contribuyen significativamente a dilucidar los mecanismos subyacentes en un artículo reciente publicado en la revista NeuroInforme.

Explorando los efectos de la melatonina sobre las proteínas relacionadas con la memoria

Respecto a la premisa del estudio, el autor principal, el profesor Atsuhiko Chiba del Departamento de Materiales y Ciencias de la Vida de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la Universidad Sophia, dice: «Nuestro estudio tuvo como objetivo investigar los efectos de la melatonina, el ramelteón y el N1-acetil-5 -metoxiquinuramina sobre los niveles relativos de fosforilación de proteínas relacionadas con la memoria para explorar vías de señalización candidatas asociadas con efectos de mejora de la memoria mediados por receptores y receptores no relacionados con la melatonina.

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En términos más simples, el equipo de investigación, que incluía al Dr. Masahiro Sano (actualmente afiliado a la Universidad de Tohoku) y al Dr. Hikaru Iwashita (actualmente afiliado a la Universidad Médica de Kansai), examinó los efectos de tres compuestos en la formación de la memoria; estos compuestos eran melatonina, una hormona secretada por la glándula pineal ubicada en el cerebro; N1-acetil-5-metoxiquinuramina (AMK), metabolito biológico de la melatonina; y ramelteon, un fármaco que se une y activa el receptor de melatonina.

Además, examinaron la «fosforilación», o la adición bioquímica de grupos fosfato a las estructuras proteicas, en cinco proteínas clave implicadas en la formación de la memoria. Estos incluían la proteína quinasa regulada por señales extracelulares (ERK), la quinasa IIα dependiente de calcio/calmodulina (CaMKIIα), CaMKIIβ, CaMKIV y la proteína de unión al elemento de respuesta a AMPc (CREB).

Estimular la memoria con melatonina

La melatonina y sus derivados mejoran la memoria de reconocimiento de objetos a largo plazo en ratones macho al modular la fosforilación de proteínas relacionadas con la memoria a través de vías de señalización receptivas y no receptivas. Crédito: Atsuhiko Chiba de la Universidad Sophia

Metodología y resultados del estudio sobre la mejora de la memoria.

Los primeros experimentos realizados en ratones macho demostraron claramente que la administración de melatonina, ramelteon o AMK a una dosis de 1 mg/kg facilitaba la formación de la memoria a largo plazo. Los investigadores no estudiaron los efectos de los tres compuestos en ratones hembra para evitar cualquier posible variabilidad en los datos resultantes de los ciclos reproductivos que ocurren en las hembras de mamíferos.

La formación de la memoria a largo plazo en ratones macho se evaluó mediante la realización de una serie de experimentos basados ​​en la nueva tarea de reconocimiento de objeciones o “NORT”. En este estudio, los ratones de laboratorio estudiados se aclimataron primero a una arena experimental durante 5 minutos por día durante tres días consecutivos. El cuarto día, se colocaron dos objetos idénticos en la arena experimental y se permitió a los ratones explorar estos objetos durante 5 minutos (fase de entrenamiento). Veinticuatro horas después de finalizar la fase de entrenamiento, se probaron ratones macho. Durante la fase de prueba, uno de cada dos objetos familiares fue reemplazado por un objeto nuevo o desconocido. Un observador entrenado registró la cantidad de tiempo que los ratones dedicaron a explorar cada objeto (una buena medida de la memoria de reconocimiento de objetos). Es un hecho conocido que los ratones pasan más tiempo explorando objetos nuevos que encuentran y menos tiempo explorando objetos familiares.

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Luego, los investigadores estudiaron los efectos del ramelteon y AMK sobre la fosforilación de ERK, CaMKIIα, CaMKIIβ, CaMKIV y CREB en el cerebro de ratones macho después de sacrificar a los roedores utilizando protocolos estándar. En el hipocampo, que es el centro de aprendizaje y memoria del cerebro de los mamíferos, el tratamiento con ramelteón/AMK aumentó significativamente la fosforilación de ERK y CREB. Sin embargo, estos fármacos disminuyeron significativamente la fosforilación de CaMKIIα/β en la misma región del cerebro. En la corteza perirrinal (PRC), que también está asociada con funciones de memoria, tanto ramelteon como AMK aumentaron significativamente ERK, y solo ramelteon aumentó significativamente la fosforilación de CaMKIIβ. En el hipocampo/PRC, ramelteon/AMK no afectó la fosforilación de CaMKIV.

Implicaciones para los tratamientos de los trastornos de la memoria.

Hablando sobre los resultados del estudio, el profesor Chiba concluye: “Nuestros resultados sugieren que la melatonina participa en la promoción de la formación de la memoria de reconocimiento de objetos a largo plazo mediante la modulación de los niveles de fosforilación de proteínas relacionadas con la memoria como ERK, CaMKII y CREB en ambos casos. Vías de señalización mediadas y no mediadas por receptores.

¿Qué implicaciones podrían tener los resultados de estos estudios para los humanos? Los investigadores creen que los resultados de su estudio contribuirán al desarrollo de nuevos fármacos que puedan mejorar la función de la memoria en personas con trastornos de la memoria relacionados con la edad con menos efectos secundarios. Para una sociedad global que envejece constantemente, ¡este es realmente un descubrimiento notable!

Referencia: “Efectos de la melatonina sobre la fosforilación de proteínas relacionadas con la memoria en el hipocampo y la corteza perirrinal en ratones macho” por Masahiro Sano, Hikaru Iwashita, Chihiro Suzuki, Mari Kawaguchi y Atsuhiko Chiba, 7 de junio de 2023, NeuroInforme.
DOI: 10.1097/WNR.0000000000001911

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La tierra inundada frente a Australia fue un punto de acceso aborigen durante la última edad de hielo, revelan 4.000 artefactos de piedra

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La tierra inundada frente a Australia fue un punto de acceso aborigen durante la última edad de hielo, revelan 4.000 artefactos de piedra

Un análisis de más de 4.000 artefactos de piedra descubiertos en una isla del noroeste de Australia proporciona información sobre la vida aborigen hace decenas de miles de años.

El descubrimiento destaca las “conexiones a largo plazo” que los pueblos indígenas tienen con la Australia moderna, dijo David Zeanaantropólogo de la Universidad Estatal de California en Sacramento y autor principal de un nuevo estudio que describe el análisis.

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Este extraño gusano tiene una «visión excepcional» y los científicos no saben por qué: ScienceAlert

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Este extraño gusano tiene una «visión excepcional» y los científicos no saben por qué: ScienceAlert

Hay globos oculares extraños en el reino animal en general, pero un tipo de gusano marino está dejando atónitos a los científicos.

Se llaman gusanos poliquetos alciópidos y sus ojos son sencillamente enormes. Juntos, los ojos pesan 20 veces el peso del resto de la cabeza del animal; para un humanoeso sería alrededor de 50 kilogramos (110 libras) por ojo.

Conocemos estos mirones gigantes desde hace un tiempo; lo que los científicos querían saber es qué ven los gusanos con ellos.

«Decidimos desentrañar el misterio de por qué un gusano transparente casi invisible que se alimenta en la oscuridad de la noche evolucionó para adquirir ojos enormes». dice el biólogo marino Michael Bok de la Universidad de Lund en Suecia. «Por lo tanto, el primer objetivo era determinar si los ojos grandes le daban al gusano una buena visión».

Su trabajo implicó una investigación detallada sobre la visión de tres especies de gusanos marinos nocturnos del Mediterráneo: torrea cándida, vanadis cf. FormosaY náyades cantrainiicada uno de los cuales luce un par gigante de mirones bulbosos.

Los investigadores realizaron estudios ópticos, morfológicos y electrofisiológicos de los ojos de estos animales de forma granular. Y los resultados revelaron que la familia de gusanos poliquetos Alciopidae a la que pertenecen las tres especies es capaz de ver objetos pequeños o distantes y seguir su movimiento.

Un collage con los ojos de los tres gusanos. vanadis cf. Formosa está en la parte inferior izquierda; torrea cándida arriba a la derecha ; Y náyades cantrainii abajo a la derecha. (Bok et al., actual. Biol.2024)

Dado que hasta ahora sólo se sabía que los vertebrados, artrópodos y cefalópodos tenían visión de objetos, esto es definitivamente algo inusual. La mayoría de los otros gusanos poliquetos tienen visión básica de baja resoluciónO fotorrecepción direccional que sólo detecta la presencia de luz y la dirección de su procedencia.

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“Esta es la primera vez que se demuestra una visión tan avanzada y detallada más allá de estos grupos”. dice el neurobiólogo y biólogo marino Anders Garm de la Universidad de Copenhague.

«De hecho, nuestra investigación ha demostrado que el gusano tiene una visión excepcional. Su vista es comparable a la de los ratones o las ratas, aunque es un organismo relativamente simple con un cerebro diminuto».

Aún no está claro por qué una criatura activa durante la noche en el fondo del océano necesita una agudeza visual tan refinada. Y realmente así parece; Si el cuerpo del gusano es lo suficientemente transparente como para permitirle esconderse, sus ojos deben permanecer lo suficientemente opacos para absorber la luz. Esto significa que los ojos deben conferir un beneficio que compense el riesgo de ser notados por los depredadores que pasan.

No sabemos con certeza cuál es este beneficio. Pero la investigación hecho hace casi 50 años ofrece una pista. En 1977, los científicos descubrieron que los ojos de estos gusanos eran más sensibles para detectar longitudes de onda ultravioleta. Esto sugiere que la vida marina nocturna tiene un secreto que aún tenemos que descubrir.

«Tenemos la teoría de que los propios gusanos son bioluminiscentes y se comunican entre sí a través de la luz. Si se utiliza luz azul o verde normal como bioluminiscencia, también se corre el riesgo de atraer a los depredadores. Pero si el gusano utiliza luz ultravioleta, permanecerá invisible». » garm explica.

«También puede ser que estén buscando presas bioluminiscentes ultravioleta. Pero de cualquier manera, esto hace que las cosas sean realmente emocionantes porque la bioluminiscencia ultravioleta aún no se ha observado en ningún otro animal. Así que esperamos poder presentar esto como el primer ejemplo». «

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La investigación fue publicada en Biología actual.

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Un nuevo estudio revoluciona las teorías ecológicas

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Un nuevo estudio revoluciona las teorías ecológicas

Nanuqsaurus, al fondo, y Pachyrhinosaurus, con el cráneo en primer plano, se encontraban entre las especies de dinosaurios incluidas en un nuevo estudio realizado por científicos de la Universidad de Alaska Fairbanks y la Universidad de Reading que cuestiona la regla de Bergmann. Crédito: James Havens

Cuando agregas dinosaurios a la mezcla, a veces descubres que una regla simplemente no lo es.

Un nuevo estudio realizado por científicos de la Universidad de Alaska Fairbanks y la Universidad de Reading desafía la regla de Bergmann, un principio científico del siglo XIX de que los animales en latitudes más altas y climas más fríos tienden a ser más grandes que sus parientes cercanos que viven en climas más cálidos. .

El registro fósil muestra lo contrario.

«Nuestro estudio muestra que la evolución de los diversos tamaños corporales en dinosaurios y mamíferos no se puede reducir a una simple función de latitud o temperatura», dijo Lauren Wilson, estudiante graduada de la UAF y autora principal de un artículo publicado en la revista. Comunicaciones naturales. “Encontramos que la regla de Bergmann sólo es aplicable a un subconjunto de animales homeotérmicos (aquellos que mantienen una temperatura corporal estable), y sólo cuando se considera la temperatura, ignorando todas las demás variables climáticas. Esto sugiere que la «regla» de Bergmann es en realidad la excepción y no la regla.

Examinando la regla de Bergmann en dinosaurios y especies modernas

El estudio comenzó con una simple pregunta que Wilson discutió con su asesor universitario: ¿Se aplica la regla de Bergmann a los dinosaurios?

Después de evaluar cientos de datos extraídos del registro fósil, la respuesta parecía ser un rotundo «no».

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El conjunto de datos incluía los dinosaurios más septentrionales conocidos por los científicos, los de la Formación Prince Creek en Alaska. Experimentaron temperaturas bajo cero y nevadas. A pesar de esto, los investigadores no encontraron ningún aumento notable en el tamaño corporal de los dinosaurios árticos.

Luego, los investigadores intentaron la misma evaluación con mamíferos y aves modernos, descendientes de mamíferos y dinosaurios prehistóricos. Los resultados fueron en gran medida los mismos: la latitud no predecía el tamaño corporal en las aves y los mamíferos modernos. especies. Había una ligera relación entre el tamaño corporal de las aves modernas y la temperatura, pero no ocurría lo mismo con las aves prehistóricas.

Los investigadores dicen que el estudio es un buen ejemplo de cómo los científicos pueden y deben utilizar el registro fósil para probar las reglas e hipótesis científicas actuales.

«El registro fósil abre una ventana a ecosistemas y condiciones climáticas completamente diferentes, lo que nos permite evaluar la aplicabilidad de estas reglas ecológicas de una manera completamente nueva», dijo Jacob Gardner, investigador postdoctoral de la Universidad de Reading y otro autor principal del estudio. estudiar. el papel.

Las reglas científicas deberían aplicarse a los organismos fósiles de la misma manera que se aplican a los organismos modernos, dijo Pat Druckenmiller, director del Museo del Norte de la Universidad de Alaska y uno de los coautores del artículo.

«No se pueden entender los ecosistemas modernos si se ignoran sus raíces evolutivas», afirmó. “Hay que mirar al pasado para comprender cómo las cosas llegaron a ser lo que son hoy. »

Referencia: “Gradientes latitudinales globales y la evolución del tamaño corporal en dinosaurios y mamíferos” por Lauren N. Wilson, Jacob D. Gardner, John P. Wilson, Alex Farnsworth, Zackary R. Perry, Patrick S. Druckenmiller, Gregory M. Erickson. y Chris L. Organ, 5 de abril de 2024, Comunicaciones naturales.
DOI: 10.1038/s41467-024-46843-2

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