Изследователите са открили молекула, която действа като лепило, „циментиращо“ дългосрочните спомени в мозъка. Наречена KIBRA, тя се свързва с друга молекула - протеин киназа Mzeta (PKMzeta). Това дуо осигурява дълготрайно и специфично укрепване на синапсите, отговорни за дългосрочната памет. Това откритие може да проправи пътя за създаването на по-ефективни лечения на заболявания, засягащи паметта.
Дългосрочното потенциране (LTP), явлението, отговорно за запазването на паметта, се основава на селективното укрепване на така наречените „силни“ синапси (структури, които свързват невроните един с друг). Връзките между тези синапси са от решаващо значение за функционирането на невронните мрежи, които контролират дългосрочната памет. Отдавна е установено, че този процес е отговорен за спомените, които се запазват в продължение на години, дори десетилетия. Предполага се, че PKMzeta е една от основните молекули в основата на ДП. Експерименти с модели на мишки показаха, че инхибирането ѝ води до изтриване на спомени за места.
Повишаването на концентрацията ѝ, напротив, помага за поддържането на DP. Това увеличение се запазва в продължение на няколко седмици в хипокампалните неврони - област, важна за познанието, пространствената памет и ученето. Молекулите, които се обменят в синапсите, обаче обикновено имат много кратък живот - от няколко часа до няколко дни, което не съответства на запазването на спомените в продължение на много години. Затова досега оставаше загадка как PKMzeta регулира дългосрочната памет. От друга страна, ДП разчита на укрепването на специфични синапси и досега не беше известно как PKMzeta се свързва селективно с тях. Ново изследване, ръководено от Нюйоркския университет, запълва тези празнини, като идентифицира молекулата, отговорна за селективността на PKMzeta.
Според Тод Сактор, съавтор на изследването, „за поддържането на паметта не се изисква PKMzeta, а по-скоро постоянно взаимодействие между PKMzeta и тази насочваща молекула, наречена KIBRA“. Докато предишните изследвания обикновено се фокусират върху действието на отделни молекули, „нашето изследване показва как те работят заедно, за да осигурят вечно запазване на паметта“, добавя колегата му Андре Фентон в съобщение за пресата. Постоянен маркер за дълготрайно запазване на паметта Молекулата KIBRA е протеин, който се експресира в бъбреците и мозъка. При хората нейните генетични варианти са свързани както с добра, така и с лоша памет. Поради това изследователите изказват хипотезата, че взаимодействието ѝ с други молекули, като PKMzeta, може да участва в ключови функции на паметта. Експериментите, описани в списание Science Advances, върху модели на мишки показаха, че KIBRA действа като етикет или лепило, като маркира „силните“ синапси и позволява на PKMzeta да се свързва избирателно с тях.
Въпреки че тези молекули са краткотрайни, това маркиране се запазва и позволява на други новообразувани молекули KIBRA-PKMzeta да се свързват със силните синапси. По-конкретно, в един експеримент инхибирането на свързването на тези две молекули изтрива едномесечни спомени и влошава пространствената памет при мишки. От друга страна, след като веднъж е създаден маркер, отделните молекули постоянно се обновяват и се свързват заедно, за да създадат дългосрочна памет. Според Фентън: „Механизмът на постоянното синаптично маркиране обяснява за първи път тези открития, които имат клинично значение за неврологичните и психиатричните разстройства на паметта.“ Изучаването на тази връзка може да помогне за насочване на усилията за намиране на лечение на тези разстройства. Молекула, която постепенно е еволюирала при хората Тези открития също така помагат да се обяснят противоречивите наблюдения от предишни изследвания. По-конкретно, те показват, че мишки, генетично модифицирани да не експресират PKMzeta, все още са в състояние да формират дългосрочни спомени. Експертите в новото изследване предполагат, че друга сродна молекула, наречена PKCiota/lambda, е поела функциите на PKMzeta. Докато тази молекула естествено присъства в малки количества при негенетично модифицираните мишки, нейната концентрация е значително повишена при трансгенните мишки. Като инхибират свързването на PKMzeta-KIBRA с две различни молекули, изследователите установяват, че те нямат ефект върху свързването на PKCiota/lambda-KIBRA. Молекулите нарушават ДП при нормални мишки, но нямат ефект върху генетично модифицирани мишки, които не експресират PKMzeta. Експертите предполагат, че PKCiota/lambda може да е еволюционен остатък, който постепенно се измества от по-ефективния PKMzeta. Освен това предишна работа е показала, че неспецифичното увеличаване на PKMzeta подобрява запазването на дългосрочната памет. Това е странно, тъй като неспецифичното синаптично усилване логично би трябвало да отслабва DA, а не да я усилва. Изследователите в новото проучване стигат до заключението, че това се дължи на постоянното синаптично маркиране от KIBRA, което насочва допълнителната PKMzeta към правилните синапси. Други въпроси обаче остават без отговор, като например тези, свързани с много специфични видове памет, като например паметта, свързваща мястото със страха, която е независима от PKMzeta. Въпреки това „една интригуваща възможност е, че може да има молекулярна логика за това как създаваме дългосрочна памет, която може да бъде постигната по няколко начина, използвайки различни компоненти“, заключава Фентън.
Comentários