logo

Пользовательского поиска

Saturday 20th of October 2018

Найдена молекула-триггер процесса запоминания

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вести из лабораторий
Автор: Administrator   
13.07.2013 19:02

 

2

(today.uchc.edu)

 

За начало записи информации в нейроны головного мозга отвечает ген CASK

 

Ученые идентифицировали одну из ключевых молекул-триггеров каскада биохимических реакций, связанных с процессом запоминания. В исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Neural Circuits, выявлена еще одна мишень для терапевтического вмешательства, целью которого является обратить вспять разрушительные последствия потери памяти.

 

Финансируемое Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) исследование, проведенное под руководством ученых Бристольского университета (University of Bristol), имело своей целью глубже понять механизмы запоминания через изучение молекулярных изменений в гиппокампе – области мозга, участвующей в процессе обучения.

Предыдущие работы в этой области показали, что наша способность к обучению и запоминанию обусловлена усилением синаптической коммуникации, называемым долгосрочным потенцированием (Long Term Potentiation). Межнейронная коммуникация, осуществляемая посредством синапсов, инициируется химическим процессом, триггером которого являются поступление в клетки головного мозга ионов кальция и последующая активация ими одного из ключевых ферментов кальций/кальмодулин-зависимой протеинкиназы (CaMKII). Как только этот белок активируется кальцием, он становится переключателем своей собственной активности, что позволяет ему оставаться активным даже в отсутствии кальция. Эта особая функция фермента CaMKII поддерживать свою активность получила название молекулярного переключателя памяти.

Однако до последнего времени у ученых не было ответа на вопрос о том, что является триггером химического процесса, позволяющего нам усваивать и надолго запоминать информацию. Чтобы выявить и проанализировать молекулярные механизмы, делающие возможной функцию «молекулярного переключателя», исследовательская группа, состоявшая из ученых Школы физиологии и фармакологии (School of Physiology and Pharmacology), провела серию экспериментов на обычных плодовых мухах дрозофилах. Используя передовые молекулярно-генетические методы, позволяющие временно «отключать» память мух, исследователи смогли идентифицировать ген, называемый CASK, кодирующий белок, являющийся той самой синаптической молекулой, которая и осуществляет контроль над «молекулярным переключателем».

«Плодовые мушки удивительно подходят для такого рода исследований, поскольку они обладают похожими на наши функциями нейронов и нейральными реакциями. Несмотря на свой небольшой размер, они очень умны: например, сидя на потолке, они могут понять, что фрукты в вазе уже испортились, гораздо раньше вас», - говорит ведущий автор статьи доктор Джеймс Ходж (James Hodge). «В экспериментах на способность мушек к обучению и запоминанию с использованием двух запахов, один из которых связан со слабым шоком, мы установили, что около 90 процентов насекомых могли сделать правильный выбор, помня, что нужно избегать запаха, связанного с шоком. Пять уроков с наказанием заставили мушек избегать этого запаха в течение от 24 часов до недели, что для насекомого, живущего всего пару месяцев, может считаться длительным периодом».

Связав функцию этих ключевых молекул – CASK и CaMKII – с областью мозга мух, эквивалентной гиппокампу человека, ученые установили, что у не имеющих этих генов насекомых процесс запоминания нарушен. В повторных испытаниях на память не имевшие этих ключевых генов насекомые демонстрировали неспособность помнить информацию в течение трех (среднесрочная) и 24 часов (долгосрочная память), хотя изначально их способность к обучению и кратковременная память не были нарушены.

Наконец, ученые встроили копию человеческого гена CASK – на 80 процентов идентичного гену CASK мух – в геном мухи, у которой не было своего CASK и была потеряна способность к запоминанию. Как оказалось, мухи с копией человеческого CASK обладали такой же способностью к запоминанию, какой и мухи дикого типа.

«Изучение памяти имеет особую важность, так как память дает нам ощущение индивидуальности, и нарушение способности к обучению и запоминанию имеет место при многих заболеваниях и травмах, а также в процессе старения», - говорит доктор Ходж. «Контроль CASK над молекулярным переключателем памяти CaMKII, безусловно, является важный звеном в том, как информация записывается в нейроны головного мозга. Полученные нами данные не только прокладывают путь к разработке новых методов лечения, способных обратить вспять последствия потери памяти, но и доказывают допустимость использования дрозофилы для моделирования этих заболеваний и скрининга новых препаратов для их лечения. Кроме того, эта работа углубляет наше понимание того, как мозг развил свою огромную способность усваивать и хранить информацию».

Результаты экспериментов английских исследователей со всей очевидностью демонстрируют, что нейронная функция CASK у мух и человека сохранена эволюционно, что оправдывает использование дрозофилы для изучения функции CASK как в здоровом, так и в больном мозге. Мутации в человеческом гене CASK связываются учеными с неврологическими и когнитивными расстройствами, в том числе с серьезными нарушениями способности к обучению.

 

 

По материалам

Scientists identify brain’s ‘molecular memory switch’

 

Оригинальная статья:

Bilal R. Malik, John Michael Gillespie, James J. L. Hodge. CASK and CaMKII function in the mushroom body α′/β′ neurons during Drosophila memory formation

 

© «Найдена молекула-триггер процесса запоминания». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Вести из лабораторий.

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday134
mod_vvisit_counterYesterday1312
mod_vvisit_counterThis week8076
mod_vvisit_counterLast week9071
mod_vvisit_counterThis month25125
mod_vvisit_counterLast month38100
mod_vvisit_counterAll days4153631

We have: 47 guests online
Your IP: 54.80.188.87
 , 
Today: Окт 20, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.