Мозгу необходимо выполнить ряд потенциально опасных действий, чтобы запомнить переживание страха: нейроны и другие клетки мозга открывают свою ДНК во многих местах — новое исследование показывает, что это больше, чем считалось ранее, — чтобы обеспечить хранилище для памяти Механизм быстрого доступа генетических инструкций, рассказывается на ideanomics.ru.
По словам Ли-Хуэй Цая, профессора нейробиологии, директора Института обучения и памяти MIT Picauer и ведущего автора исследования, серьезность двухцепочечных разрывов (DSB) во многих ключевых областях мозга вызывает удивление. шокирует. Повреждения ремонтируются регулярно, но с возрастом этот процесс может стать более трудным и хрупким. Лаборатория Цая показала, что затяжной DSB связан с нейродегенерацией и когнитивным снижением, а механизм восстановления может работать со сбоями.
«Мы хотим понять широту и широту этой естественной мозговой активности в формировании памяти, потому что она дает представление о том, как геномная нестабильность может подорвать здоровье мозга в будущем», — сказал Цай. «Ясно, что формирование памяти является главным приоритетом здорового функционирования мозга, но эти новые результаты показывают, что несколько типов клеток мозга разрушают свою ДНК во многих местах, чтобы быстро экспрессировать гены, что до сих пор шокирует».
Прерывание трассировки
В 2015 году лаборатория Цая впервые продемонстрировала, что активность нейронов вызывает разрывы двухцепочечной ДНК, что, в свою очередь, приводит к быстрой экспрессии генов. Однако эти результаты были получены на нейронах, приготовленных в лаборатории, и не полностью отражали активность на фоне формирования памяти животных, а также не влияли на то, что происходит в клетках, кроме нейронов.
В новом исследовании, опубликованном на PLOS ONE, Райан Стотт и Олег Крицкий изучили всю активность DSB в обучении и памяти. По этой причине, когда крысы забирались в ящик, они прикладывали небольшой электрический шок к лапам мыши, чтобы вызвать в этой ситуации воспоминания о страхе. Затем они использовали различные методы для оценки DSB и экспрессии генов в мозге мыши в течение следующих 30 минут, особенно между разными типами клеток в префронтальной коре и гиппокампе, которые являются двумя областями условной памяти о страхе. Формирование и хранение важно. Они также измерили мозг мышей, которые не были поражены электрическим током, чтобы установить базовый уровень активности для сравнения.
Формирование памяти о страхе удвоило количество разрывов двухцепочечной ДНК в нейронах гиппокампа и префронтальной коры, затронув более 300 генов в каждой области. Затем исследователи изучили эффекты 206 затронутых генов, общих в этих двух регионах. Многие из них связаны с функцией синапсов-нейронов, соединенных друг с другом. Это имеет смысл, потому что мы узнаем, когда нейроны меняют связи (явление, называемое «синаптической пластичностью»), а воспоминания формируются, когда группы нейронов соединяются, чтобы сформировать коллекцию, называемую импринтингом.
