“O DNA também participa do armazenamento da memória“, revelou a Ciência e Futuro neurocientista Johannes Gräff, que liderou novo trabalho publicado na revista Genética da Natureza. No cérebro do rato, os pesquisadores conseguiram manipular memórias modificando a epigenética – marcadores de ativação do DNA. Essa “mudança epigenética” foi capaz de remover e depois restaurar uma memória.
“Há cerca de 20 anos sabe-se que a aprendizagem e a memória são acompanhadas de modificações epigenéticas.“, explica Johannes Gräff.”Mas não sabíamos se o oposto era verdade, se essas modificações podem alterar a memória.” Cada vez que uma memória é registrada – falamos em “codificação” – neurônios específicos para essa informação são ativados. Essa população de células forma o que os cientistas chamam de engrama. Ele será ativado novamente quando a memória precisar ser recuperada.
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Formar uma memória requer contorções de DNA
No laboratório, os ratos enfrentam uma experiência desagradável. Em um local específico da gaiola, eles recebem uma corrente elétrica moderada pelas pernas. Em seu cérebro, um engrama codifica a memória desse incômodo. Os neurônios que dele fazem parte sofreram modificações em seu DNA: não ao nível de seu código, mas de sua estrutura no espaço. Porque se o DNA é frequentemente representado na forma de uma longa cadeia livre ou, pelo contrário, compactado na forma de uma cadeia de modo que, ao contorcer a fita de DNA da maneira correta, duas sequências inicialmente distantes podem entrar em contato e causar a ativação de um gene.
Para muitos, estes genes activados durante a formação do engrama ajudam a fortalecer a força da ligação entre os neurónios. “Percebemos agora que a arquitetura 3D do genoma desempenha um papel muito importante na orquestração da expressão genética.“, concluiu o investigador Asaf Marco em comunicado de imprensa, a propósito do seu trabalho publicado em 2020.
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Um interruptor epigenético que liga e desliga reversivelmente uma memória
Entre esses genes ativados durante a formação do engrama, é o ARC mais conhecido que interessa à equipe de Johannes Gräff.”ARC é um gene extremamente importante para a plasticidade sináptica“, ou seja, o rearranjo das conexões entre os neurônios, justifica o neurocientista. Se a codificação da memória do choque elétrico depende da ativação do ARC, então sua inativação poderia apagá-lo, raciocinam os pesquisadores.
E é isso que está acontecendo! Os cientistas combinam a tesoura genética CRISPR – proteína capaz de localizar o local desejado no DNA – e enzimas capazes de abrir ou fechar a sequência que contém o gene ARC. Um verdadeiro interruptor epigenético criado para atuar apenas nos neurônios do engrama do choque elétrico infligido aos ratos.
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“Abrir e aumentar a melhoria da memória induzida pelo ARC, enquanto fechar e diminuir a perda de memória induzida pelo ARC.“, resume Johannes Gräff, surpreso ao notar que uma única modificação em todo o genoma e em muito poucas células foi suficiente para induzir uma mudança de comportamento. Porque diante do local anteriormente associado a um choque elétrico, os ratos nos quais o ARC foi tornado inacessível mostram significativamente menos da parada característica do medo. Mas quando o Arc é aberto novamente, eles hesitam novamente como os ratos não modificados. A memória voltou para eles.
Se este trabalho for apenas o começo, os investigadores esperam que um dia conduza a uma melhor compreensão de patologias e distúrbios de memória, como o stress pós-traumático ou a demência. E, talvez, ferramentas para ajudar quem sofre com isso a tornar as memórias mais ou menos acessíveis ao seu dono.