Белок хантингтин необходим для формирования долговременной памяти

In situ анализ мРНК показывает, что у улитки Aplysia мРНК аналога белка хантингтина экспрессируются в сенсорных (SN) и двигательных (MN) нейронах, а также в глиальных клетках. (Фото: PLoS ONE)

Прошло уже более 20 лет с тех пор как ученые установили, что прогрессирующее нейродегенеративное заболевание болезнь Хантингтона, характерными признаками которого являются непроизвольные движения, эмоциональные и когнитивные нарушения, вызывается мутациями в гене, кодирующем белок хантингтин. Однако о роли этого белка в нормальной деятельности мозга известно удивительно мало.

Ученые из Исследовательского института Скриппса (The Scripps Research Institute, TSRI) и Колумбийского университета (Columbia University) показали, что хантингтин очень важен для формирования долговременной памяти.

Доктор Сатьянарайанан Путанвееттил (Sathyanarayanan Puthanveettil). (Фото: TSRI)

«Мы установили, что экспрессия хантингтина необходима для того, что известно как долговременная синаптическая пластичность – способность синапсов расти и изменяться, – необходимая для формирования долговременной памяти», - говорит доцент TSRI Сатьянарайанан Путанвееттил (Sathyanarayanan Puthanveettil), PhD, возглавлявший исследование вместе с лауреатом Нобелевской премии Эриком Кэнделом (Канделем) (Eric Kandel) из Колумбийского университета.

В исследовании, недавно опубликованном в журнале PLoS ONE, ученые идентифицировали эквивалент человеческого хантингтина у морской улитки аплизии (Aplysia), широко используемой в генетических исследованиях животной модели, и установили, что у моллюска этот белок, как и его человеческий аналог, активно экспрессируется в нейронах по всей центральной нервной системе.

Используя клеточные модели, ученые изучили на аплизии передачу сигнала от сенсорного к двигательному нейрону, на которой основан рефлекс втягивания жабры (gill withdrawal) – оборонительное движение, производимое, когда животное потревожено.

Американский психоневролог лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине за 2000 год Эрик Кэндел (Eric Kandel) занимается изучением физиологических основ памяти. (Фото: diepresse.com)

Исследование показало, что экспрессия матричных РНК хантингтина (матричные РНК необходимы для синтеза белков на основе инструкций, закодированных в генах) усиливается серотонином, нейромедиатором, секретируемым в процессе обучения Aplysia. После подавления синтеза хантингтина нейроны не могли нормально функционировать.

«Во время обучения синтез мРНК хантингтина усиливается как в пре-, так и в постсинаптических нейронах, что является открытием», - говорит доктор Путанвееттил. «И если заблокировать продукцию этого белка либо в пре-, либо в постсинаптическом нейроне, блокируется формирование памяти».

Полученные в ходе этого исследования данные важны для разработки будущих методов лечения болезни Хантингтона. Хотя биологические функции белка хантингтина еще не полностью поняты, эти результаты предостерегают ученых от терапевтического подхода, в основе которого лежит полное подавление синтеза хантингтина.

По материалам

A Gene Linked to Disease Found to Play a Critical Role in Normal Memory Development

Оригинальная статья:

Yun-Beom Choi, Beena M. Kadakkuzha, Xin-An Liu, Komolitdin Akhmedov, Eric R. Kandel, Sathyanarayanan V. Puthanveettil. Huntingtin Is Critical Both Pre- and Postsynaptically for Long-Term Learning-Related Synaptic Plasticity in Aplysia