В МТИ открыли белок, отвечающий за долговременную память

26.03.200437230

В Массачусетском технологическом открыли белок, отвечающий за формирование долговременной памяти


Группа исследователей Массачусетского технологического института под руководством Нобелевского лауреата Сусуми Тонегава, директора Прикладного Центра изучения памяти, открыли молекулярные механизмы, управляющие долговременной памятью.


Результаты опубликованы в последнем номере «Cell» (Vol 116, 467-479, 6 February 2004. Translational Control by MAPK Signaling in Long-Term Synaptic Plasticity and Memory. Raymond J. Kelleher III, Arvind Govindarajan, Hae-Yoon Jung, Hyejin Kang, and Susumu Tonegawa).


На снимке: профессор Тонегава (в центре) и его сотрудники – аспирант Arvind Govindarajan (слева) и postdoc Ray Kelleher (справа) позируют для фотокорреспондента «Nature». Еще два пост-дока, принимавших участие в работе – Hae-Yoon Jung and Hyejin Kang – на снимок не попали.

[Если кто-нибудь сможет перевести на русский язык термин postdoc не более чем тремя словами – напишите, пожалуйста!]


Их открытие объясняет, каким образом сигналы, поступающие от нейронов, способствуют быстрому синтезу белка, необходимого для сохранения информации в памяти и облегчения синаптической передачи. Его результаты позволят понять, как память работает в норме и что происходит при нарушении способности к запоминанию, вызванной психиатрическими и неврологическими заболеваниями.

Перевод информации из кратковременной памяти в долговременную происходит благодаря усилению и облегчению синаптических связей между нейронами. То, что в нейронах существует механизм быстрого синтеза новых белков, отвечающих за эти процессы, известно давно, но как именно работает этот механизм, оставалось неизвестным.

“То, что нам удалось открыть и что не было установлено ранее, это  существование механизма активации, по сигналу которого происходит запуск синтеза белка’’, – говорит С. Тонегава. – Центральным компонентом  этого механизма  является митоген-активированная протеинкиназа (MAPK), которая эффективно активирует выработку  белка, необходимого для долгосрочного хранения памяти.

Возможно, именно МАРК, действуя как ускоритель процесса выработки белка,  отвечает за механизм перевода информации в долговременную память, – говорит  Рей Келлехер, postdoc лаборатории профессора Тонегава и автор исследования. Он создал генетически модифицированных  мышей,  у которых действие МАРК было избирательно отключено. Заинтересовавшись этим процессом, он обнаружил, что у этих мышей отсутствует механизм долговременной памяти. По сравнению со способностью обычных  мышей помнить задачи типа “лабиринт” неделями, мыши без МАРК могли помнить эту задачу только в течение нескольких часов. Исследователи обнаружили, что облегчение синаптической передачи в нейронах у генетически измененных мышей прекращалось намного быстрее, чем у обычных мышей.

Выяснив, что отсутствие долговременной памяти у мутантных мышей связано с нарушением синтеза нового белка, исследователи провели серию элегантных экспериментов, которые позволили точно установить, каким образом облегчение синаптической передачи с помощью МАРК способствует усиленному синтезу этого белка. Сравнивая молекулярные характеристики нейронов нормальных и мутантных мышей, они обнаружили, что стимуляция синаптической передачи вызывает активизацию МАРК, а ее активированная форма включает механизм синтеза белка.  Эта прямая регуляция механизма синтеза белка помогает объяснить тот факт, что действие МАРК инициирует выработку в нейронах большого количества белков.

Считалось, что при образовании долгосрочной памяти происходит усиленный  синтез ограниченного набора белков”, – говорит Тонегава. – Оказалось, что этот процесс включает в себя «сверхрегуляцию» синтеза очень большого количества белков“.

Следующий важный вопрос, который профессор  Тонегава и его коллеги намерены решить, – выявить в нейронах конкретные мишени, определяющие, в каких синапсах произойдет синтез белков, облегчающих образование новых связей при запоминании, и не затрагивать другие синапсы.

sms of cognitive function, we will better understand the basis of disorders of memory impairment. Improved understanding makes it far more likely that we can develop drugs for specific molecular targets.»

Перспективы клинического применения

«По мере дальнейшего выяснения  молекулярных и клеточных механизмов   когнитивных функции  мы сможем лучше понять причины расстройств памяти.  Чем лучше мы поймем этот процесс, тем более вероятно, что мы сможем  разработать препараты для специфического воздействия на нейроны на молекулярном уровне» – считает Тонегава. – Нарушения усиления и роста синаптических связей связаны с разнообразными психиатрические и неврологические изменениями, влияющими на развивающийся и взрослый мозг. Исследование механизмов этих нарушений может открыть новые возможности лечения многих заболеваний. Следующим шагом может стать выяснение того, можно ли по нарушению регуляции синтеза белков определить зоны мозга, вовлеченные в процесс развития различных нейропсихиатрических заболеваний»


Источник: Nature


Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей