Temporal proteomic analysis of rat hippocampus provides evidence for memory reconsolidation in operant conditioning

Abstract

Os animais são capazes de guardar informações adquiridas do mundo exterior em forma de memórias. A formação de memórias ocorre através de um rearranjo de circuitos neurais, que é provocado por alterações na transcrição, tradução e adição de grupos químicos em proteínas em forma de mudanças pós-traducionais (PTMs) em células de regiões específicas do sistema nervoso central como o hipocampo. Notavelmente, a caracterização molecular da formação de memórias tem sido realizada primariamente em animais submetidos a paradigmas comportamentais relacionados a memória espacial ou de medo. Neste estudo, nós examinamos as mudanças moleculares associadas com o armazenamento de informações em animais submetidos ao condicionamento operante (OC). Aqui, empregamos a cromatografia de troca aniônica (SAX) offline com eluição através de um gradiente crescente de sal seguido de uma cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas em tandem (LC-MS/MS) para mensurar mudanças no proteoma e fosfoproteoma hipocampais em estágios precoce e tardio da formação de memórias, assim como depois da evocação do comportamento. Identificamos um total de 8.951 proteínas e 568 fosfoproteínas. Mudanças estatisticamente significativas foram detectadas em 456 proteínas e 53 fosfoproteínas ao longo dos intervalos de tempo mencionados anteriormente. Ademais, mensurações de abundância de mRNA por reação em cadeia de polimerase em tempo real revelou uma fraca interdependência entre os níveis de transcritos e proteínas, dando suporte a noção de uma baixa correlação entre proteínas e mRNAs em estados celulares perturbados. Além disso, a identificação de proteínas diferencialmente reguladas do sistema ubiquitina-proteassoma (UPS), assim como calcium/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII), fornece evidência para a existência de uma janela de tempo depois da evocação do comportamento na qual informações armazenadas se tornam sensíveis a modificações conhecido como reconsolidação.