Нейробиологи: Наша память происходит от древнего вируса

Белки ненадолго задерживаются внутри мозга – лишь на несколько минут. А наши воспоминания остаются с нами на всю жизнь.

Фото: geralt, Pixababy. Нейроны внутри нашего мозга

«Нейронный ген Arc необходим для долгосрочного хранения информации в мозге. Он также участвует в нейроразвивающихся расстройствах и укрепляет синаптические связи. Совсем мало еще известно о молекулярной функции и эволюционном происхождении гена», – пишут ученые. 

Проектом руководил Джейсон Шепард, доцент нейробиологии из Университета Юты. Он посвятил 15 лет исследованию белков. При помощи электронных микроскопов он подробно исследовал белки и увидел, что Arc похож на белок ВИЧ.

Фото: Wikimedia Commons, Phoebus 87. Вирус SV40

Ученых это заинтриговало – белок вел себя, как вирус, и служил платформой для взаимодействия нейронов. Arc открывает окно, через которое «затвердевают» воспоминания. Окно не может открыться без гена.

Предыдущая работа показала, что Arc необходим для формирования долговременных воспоминаний. В ходе экспериментов мыши, лишенные белка, не могли вспомнить порядок выполнения задачи, которой они обучились 24 часа назад.

Шепард вместе с коллегами теперь считают, что 350-400 миллионов лет назад ретротранспозон – предок ретровируса – попал в организм млекопитающего, что привело впоследствии к развитию белка Arc.

Шепард обнаружил, что ген действует так же, как вирусный капсид. Капсиды представляют собой твердую, полую изнутри внешнюю оболочку, которая несет генетическую информацию. Вирус использует капсид, чтобы передать генетический материал от одной клетки к другой, вызывая таким образом инфекцию.

Фото: Wikimedia Commons, Thomas Splettstoesser. Капсид ВИЧ

Оболочка Arc заключает в себе РНК, которая затем переносится от одного нейрона к другому. Элисса Пастузин, колега Шепарда и первый автор итоговой публикации, написала: «Мы начали заниматься этими исследованиями, зная, что Arc – во многих смыслах особенный белок. Но когда мы узнали, что он выступает в роли посредника в межклеточном транспорте РНК, мы были просто ошеломлены! Ни один другой белок, как нам пока известно, не может действовать так же».

Шепард и его коллеги разработали ряд экспериментов, чтобы понять, действует Arc как вирус или нет.

Они обнаружили, что белок реплицирует несколько копий себя в капсидах, которые несут РНК. Затем они взяли эти капсиды и поместили их в чашки Петри, содержащие мышиные нейроны, и они стали взаимодействовать.  

Вместо случайных мутаций, организмы могут заимствовать что-то друг у друга, чтобы развиваться. Это исследование может изменить наше видение эволюционного процесса. 

Источник.

Материалы по теме:

«Искусственный интеллект уже может лечить не хуже врачей»: тренды развития AI в медицине

От протезов до продвинутой техники: как 3D-печать используется в медицине

Как врачи применяют виртуальную реальность на практике

«Людей, которые хотят тратить деньги на своё здоровье, чуть больше нуля». Что мешает цифровой медицине?