Может ли этот белок хранить ключ к памяти?
Исследователи определили белок, который играет решающую роль в том, сохраняем мы или отбрасываем воспоминания. По их словам, в будущем мы сможем использовать эти знания для разработки более эффективных лекарств от потери памяти.
Проблема потери памяти побуждает исследователей попытаться лучше понять работу мозга, то, как объединяются воспоминания, и как и почему мы их теряем.
Поскольку способность сохранять наши воспоминания позволяет нам сохранять чувство самости и ориентации в мире, понимание того, как предотвратить хроническую потерю памяти, является главным приоритетом в нейробиологии.
Недавно группа исследователей из Университета Торонто Миссиссауга в Онтарио, Канада, в сотрудничестве с коллегами из США и Великобритании, исследовала роль того или иного белка в формировании воспоминаний.
Старший научный сотрудник Ива Зовкич и ее команда провели исследование на мышах, уделяя особое внимание белку под названием H2A.Z. Этот тип белка называется гистоном, и он связывается с ДНК, помогая ей сохранять свою структуру внутри клеток.
Их результаты опубликованы в журнале. Отчеты по ячейкам.
H2A.Z и формирование памяти
Зовкич и его команда работали как с молодыми, так и с пожилыми мышами, чтобы понять, как белок H2A.Z участвует в формировании и подавлении памяти.
В рамках своего эксперимента исследователи поместили мышей в новую коробку, чтобы заставить их познакомиться со странной средой. Затем, чтобы проверить, как белок функционирует в контексте формирования памяти, животные подвергались воздействию негативного стимула, находясь в боксе.
Таким образом, мыши сформировали ассоциацию между новой средой и плохим опытом, которому они подверглись. Во второй раз, когда ученые поместили их в коробку, осторожные мыши отказались двигаться и исследовать, как обычно.
Через полчаса после воздействия на мышей отрицательного стимула Зовкич и его коллеги оценили мозг животных на предмет любых изменений в том, как H2A.Z связывается с ДНК.
Они показали, что у молодых мышей тренировка страха была связана с «подавляющим» сокращением H2A.Z и связей ДНК в 3048 местах генов, с которыми обычно связываются белки, а также с увеличением связей только в 25 местах.
То же самое было верно и для более старых мышей, у которых после тренировки страха произошло сокращение связей на 2901 месте и увеличение только на 9 местах.
Это, как объясняют исследователи, означает, что вытеснение H2A.Z (меньшее количество связей между белком и ДНК) связано с формированием памяти, позволяющей мышам вспомнить свой негативный опыт.
«У нас есть тысячи событий каждый день, но мы помним только то, что в некотором роде важно для нас», - отмечает Зовкич.
«В этом эксперименте, - продолжает она, - использовался очень простой обучающий опыт, чтобы проиллюстрировать, что H2A.Z, по-видимому, служит для подавления памяти, и удаление этого белка, похоже, […] позволяет формировать долговременные воспоминания».
Новая терапевтическая цель?
Исследователи также заметили, что уровни H2A.Z зависят от возраста животных. Таким образом, белок был обнаружен в более высоких уровнях в гиппокампе старых мышей, который является областью мозга, тесно связанной с формированием памяти.
Основываясь на этих наблюдениях, Зовкич и ее команда пришли к выводу, что чем выше уровень H2A.Z, тем выше вероятность того, что формирование и сохранение памяти затруднено. Следовательно, если увеличение возраста коррелирует с увеличением количества связей H2A.Z, это может объяснить возрастную потерю памяти.
«Идентификация H2A.Z как уникального белка, который участвует в памяти и увеличивается с возрастом, может иметь большое значение для создания генетических или фармацевтических методов лечения возрастного когнитивного снижения и деменции. H2A.Z - относительно специфическая терапевтическая мишень ».
Ива Зовкич
Следующим шагом, по словам исследователей, будет проверка их теории на очень старых мышах. Если их идеи будут подтверждены дальнейшими исследованиями, исследователи планируют продолжить изучение воздействия H2A.Z на людей, чьи тела также производят этот белок.
Конечная надежда Зовкич и его команды заключается в том, что их исследования в конечном итоге приведут к созданию более эффективных методов лечения, направленных на предотвращение возрастной потери памяти и борьбу с ней.
«Мы всегда пытаемся найти молекулярные основы памяти, и открытие того, как гены, связанные с памятью, включаются и выключаются, - это шаг в положительном направлении», - заключает Зовкич.
