Avaliação da expressão de genes da via TOR durante a consolidação da memória em zebrafish (Danio rerio) de diferentes idades

Abstract

A síntese proteica é um evento chave para a formação de memórias de longa duração, e muitos estudos vem investigando quais vias de sinalização intracelular estão envolvidas neste processo. Sabemos também, que ao longo do envelhecimento, os processos básicos de manutenção das funções celulares vão ficando mais lentos e podem apresentar problemas, gerando patologias. Uma das vias de controle da síntese proteica é a da proteína TOR, que de maneira geral regula o processo traducional. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar os padrões de expressão de genes relacionados a promoção da síntese proteica durante a consolidação da memória em zebrafish (Danio rerio) juvenis, adultos e senescentes. Para isso, os animais foram submetidos ao protocolo de treino na esquiva inibitória, seguida da retirada de tecido cerebral 30 min, 3 h e 6 h após o treino, para avaliação de expressão gênica de BDNF, TOR e dois de seus alvos (eIF4E-BP e p70S6K) em RT-PCR. Os resultados deste trabalho mostram que há diferenças entre o padrão de expressão gênica entre os animais de diferentes idades. Mas, todos os grupos demonstram um aumento na expressão de BDNF nas fases iniciais da consolidação da memória, persistindo até 6 h após o treino. Este resultado ocorreu tanto nos animais submetidos ao choque, quanto nos animais que apenas entraram no aparato. Isso nos leva a pensar que tanto o aprendizado aversivo, quanto a exposição ao novo ambiente desencadeiam respostas de plasticidade sináptica nestes animais. Além disso, a expressão gênica da TOR e suas duas principais efetoras (4E-BP e p70S6K) manteve os mesmo padrão de aumento que BDNF nas três diferentes idades, sugerindo que esta via está ligada a plasticidade sináptica em zebrafish.

TOR is a protein kinase involved in modulation of mRNA translation thereby regulating the protein synthesis. In neurons, this role is particularly important in the memory consolidation of long-term memory (LTM). One of the modulators of the TOR is brain derived neurotropic factor (BDNF), which promotes by TOR signaling the protein synthesis, synapses strengthening and creating new neural networks. We investigate the gene expression pattern of this pathway during memory consolidation in zebrafish of different ages. Our findings demonstrate that in senescent animals TOR activation occurs in the early phase of consolidation, following the same pattern of BDNF expression. Already, in juvenile and adult animals this increase did not happen, as the BDNF expression also not so pronounced. Furthermore, the expression of the main protein regulated by TOR protein synthesis (4E-BP and p70S6K) remains the same pattern of TOR protein for all groups.