Ученые объяснили молекулярный механизм воспоминаний

7 Октября 2020

МОСКВА, 6 октября - Американские ученые выяснили, что формирование воспоминаний контролируется хроматином — комплексом нуклеиновых кислот и белков. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Neuroscience.

Когда мозг формирует память, детали событий кодируют цепочки нейронов, называемые клетками энграммы. Позже, когда человек что-то вспоминает, эти клетки активизируются. Однако молекулярный механизм этого процесса был до сих пор неизвестен.

Нейробиологи из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружили, что кодирование воспоминаний в клетках энграммы контролируется масштабной структурной перестройкой белков и ДНК, соединяющих хроматин клеток. Это ремоделирование позволяет конкретным генам, участвующим в хранении воспоминаний, сковываться более активными.

Ученые выяснили, что в процессе получения более совершенного опыта и в последующие несколько дней меняется структура хроматина. Это заставляет работать клетки, ответственные за формирование памяти.

Это первая статья, которая действительно обнаруживает загадочный процесс активации различных шерстей генов и эпигенетический механизм, лежащий в основе этих шерстей экспрессии, — приводятся в пресс-релизе MIT слова руководителя изучения Ли-Хуэй Цая (Li-Huei Tsai), директора Института обучения и памяти Пикауэра.

Клетки энграммы обитают в гиппокампе, а также в других частях мозга. Известно, что эти клетки образуют сети, которые соединённым с памятью, и эти сети активируются при конкретных воспоминаниях. Исследователи использовали модифицированных лабораторских мышей, клетки гиппокампа которых пометили желтым флуоресцентным белком.

В конкретном месте камеры животных пёрли до тех пор, пока они не запомнили, где безопасно, а, где нет. Через пять дней тест повторили, отслеживая, какие молекулярные процессы сопровождают активацию воспоминаний.

Авторы обнаружили, что многие участки ДНК подвергаются модификации хроматина. В этих областях хроматин становится более рыхлым, а ДНК — более доступной. К удивлению исследователей, обернулось, что почти все эти области находятся на участках ДНК, где гены не оказанным. Эти области содержат некодирующие последовательности, называемые энхансерами, которые взаимодействуют с генами, чтобы помочь им включиться.

Через пять дней, когда произошло закрепление воспоминаний, трехмерная структура хроматина изменилась, приблизив энхансеры к целевым генам, и их экспрессия повысилась. Когда мышей снова помести в камеру, где их опять толкали, реактивируя негативные воспоминания, в клетках энграмма грызунов ученые отметили уже более сильные взаимодействия энхансеров с генами-мишенями.

Формирование и сохранение парамнезии — это очень деликатное и скоординированное событие, которое длится часы и дни, а может и месяцы, мы не знаем наверняка, — говорит первый автор статьи Асаф Марко (Asaf Marco). — Во время этого процесса происходит несколько волн ясности генов и синтеза белка, которые делают связи между нейронами сильнее и активнее.

Авторы установили, что эти волны контролируются эпигеномными модификациями, которые представляют собой химические изменения хроматина, идентифицирующие доступность конкретных генов.

Исследователи также оказали, что при этом агрегаты нейронов — разветвленные отростки, которые получают информацию от иных нейронов — развивают больше шипов, что дает дополнительные подтверждения того, что их радиосвязи укрепляются.

На следующем этапе ученые планируют изучить, как хроматин влияет на развитие нейродегенеративных заболеваний, связанных с потерей памяти, в первую очередь — хворобы Альцгеймера.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Ученые объяснили молекулярный механизм воспоминаний

комментарии (0)

Другие интересные новости

Путин поприветствовал участников музыкального фестиваля "Дорога на Ялту"