В новом исследовании, опубликованном в журнале PLOS Biology, изучая плодовых мушек ученые из Токийского столичного университета (Tokyo Metropolitan University) обнаружили, что белок Apterous (Ap) играет решающую двойную роль в сохранении воспоминаний. Белок Ap не только связывается с кофактором Chi, чтобы поддерживать воспоминания, но также действует независимо, регулируя определенные нейротрансмиттеры.
Актуальность работы
Воспоминания обычно изменчивы. Но когда определенные события повторяются или оказывают сильное влияние, воспоминания об этих событиях могут быть консолидированы в мозге для долгосрочного хранения, формируя долговременную память и сохраняясь в течение длительного периода времени.
Материалы и методы исследования
Авторы исследования использовали в качестве модельного организма плодовую мушку, или дрозофилу, чтобы изучить механизм того, как работает память у этих животных. В своем последнем исследовании ученые раскрыли роль хорошо известного регулятора развития под названием Apterous (Ap), белка, который играет важную роль в физическом развитии дрозофил. Результаты исследования показывают, что у дрозофил с мутацией в гене Ap зачастую нет крыльев. Также ученые выяснили, что Ар остается активным даже после физического созревания. Почему так произошло, оставалось загадкой.
Теперь ученые подтвердили, что у дрозофил с мутацией Ap есть проблемы с долговременной памятью. Экспрессия Ap у взрослых плодовых мушек была ключом к воспоминанию прошлых событий. Также ученые обнаружили, что белок Ар играет в памяти 2 очень важные роли. Изучая мозг плодовой мушки, исследователи обнаружили Ар в 2-х областях: в грибовидных телах, структурах мозга насекомых, отвечающих за обучение и память, и в циркадных нейронах, отвечающих за поведенческое возбуждение и сон.
Белок Ap участвует в формировании долговременной памяти
Было обнаружено, что в грибовидных телах Ap взаимодействует с кофактором Chi, помогая поддерживать долговременные воспоминания. В частности, комплекс Ap/Chi действует как фактор транскрипции, транслируя информацию ключевых генов в информационную РНК, которая, в свою очередь, приводит к продукции белка. Сравнивая с мутантными Ар, ученые обнаружили, что Ар помогает регулировать реакцию рецепторов ГАМК, ответственных за ответ на ключевой нейромедиатор, известный как гамма-аминомасляная кислота (ГАМК).
Комплексы Ap/Chi действуют как факторы транскрипции, позволяя ключевым генам функционировать. Белок Ap также отвечает за консолидацию в нейронах часов, регулируя активность рецепторов ГАМК. Результаты исследования продемонстрировали различные способы, которыми Ap помогает работе памяти у плодовых мушек. У млекопитающих есть белки, которые выполняют функции, очень похожие на Ap.
Практическая значимость работы
Результаты исследования помогут в разработке новых методов лечения нарушений памяти.
Авторы другого исследования утверждают, что замена старых воспоминаний новыми поможет людям с фобией пауков.
