Наука

Знайдений молекулярний механізм, який формує спогади

Вчені з’ясували, що за створення і зберігання спогадів відповідає хроматин. Його структура змінюється в процесі отримання нового досвіду і перший час після нього. Це змушує працювати клітини, відповідальні за формування пам’яті.

На знімку: гіпокамп — жовта область ближче до вершини; зеленим відзначені нейрони, які були активовані при формуванні пам’яті; червоним — нейрони, які були активовані при спогадах; синій відзначена ДНК / © MIT

Коли мозок формує враження про новий досвід, деталі кодують ланцюжка нейронів, енграми. Вони ж активізуються, коли людина подумки повертається до події. Однак молекулярні механізми, що лежать в основі цього процесу, дотепер погано вивчені.

Команда з Массачусетського технологічного інституту (MIT) припустила, що формування пам’яті контролюється масштабним ремоделюванням клітинного хроматину. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Neuroscience.

Вчені взяли групу лабораторних мишей, клітини гіпокампу яких позначили жовтим флуоресцентним білком. Тварин посадили в різні камери, деяких з них час від часу легко штовхали. Незабаром гризуни запам’ятали, де для них було безпечно, а де — ні, водночас кодуючі пам’ять нейрони забарвилися.

Нейробіологи виявили, що відразу після формування спогадів про експеримент хроматин в клітинах ставав більш пухким. Це торкнулося тільки ті ділянки ДНК, які слабо транскрибуються і містять енхансери — невеликі фрагменти ДНК, які стимулюють транскрипцію генів. Крім того, з’ясувалося, що в цей час зміна структури хроматину ніяк не впливала на їх експресію. Вдруге енграми в гіпокампі мишей проаналізували через п’ять днів після експерименту — з часом тривимірна структура хроматину, що оточує енхансери, змінилася, наблизивши їх до цільових генів.

Потім деяких мишей знову помістили в камери і знову штовхали, активізуючи пам’ять про минулі експерименти. Виявилося, коли гризуни згадували про старі досліди, енхансери в групах клітин взаємодіяли з цільовими генами, і їх експресія підвищувалася.

«Це перше дослідження, яке розкриває таємничий процес активації різних генів і епігенетичні механізм, що лежить в його основі», — розповів Лі-Хуей Цай, директор Інституту навчання і пам’яті Пікоуера Массачусетського технологічного інституту і старший автор дослідження. Команді вдалося показати, як формується пам’ять на молекулярному рівні.

Як відзначили вчені, вони не досліджували, наскільки довго тривають епігенетичні зміни, але схиляються до того, що рахунок йде на тижні або навіть місяці. Тепер команда планує вивчити, як хроматин впливає на розвиток нейродегенеративних захворювань, особливо хвороби Альцгеймера. Можливо, майбутні дослідження допоможуть знайти лікування і покажуть, як відновити втрачені спогади.

Натхнення: naked-science.ru

Кнопка «Наверх»