Ilgtermiņa atmiņas molekulārā pamata pārbaude
Zinātnieki uzskata, ka ilgtermiņa potencēšana (LTP) - ilgstošs signālu pieaugums savienojumā starp smadzeņu šūnām - ir mūsu spēja atcerēties laika gaitā un mācīties.
Pētnieki Djūkas Universitātes Medicīnas centrā atklāja signālu molekulu kaskādi, kas parasti ļoti īsu signālu ļauj ilgt desmitiem minūtes. Šis stimuls nodrošina smadzeņu sistēmu spēcīgākiem savienojumiem (sinapsēm), kas var izsaukt atmiņu uz mēnešiem vai pat gadiem.
Viņu atklājumi par to, kā sinapses maina savienojumu stiprumu, varētu ietekmēt Alcheimera slimību, autismu un garīgo atpalicību, sacīja Ryohei Yasuda, Ph.D., neirobioloģijas docents un vecākais autors.
"Mēs noskaidrojām, ka ilgs bioķīmiskais process ir tas, kas izraisa atmiņas glabāšanu," sacīja Jasuda, kurš ir Hovarda Hjūza Medicīnas institūta agrīnās karjeras zinātnieks.
Pētījums ir publicēts Daba.
Pētnieki pētīja signālmolekulas, kas regulē aktīna citoskeletu, kas kalpo kā sinapses strukturālais ietvars.
"Signalizācijas molekulas varētu palīdzēt pārkārtot ietvaru un piešķirt lielāku apjomu un izturību sinapsēm," sacīja Jasuda. "Mēs uzskatījām, ka ilgstoša atmiņa, iespējams, varētu rasties no izmaiņām celtniecības bloku komplektos."
Hercoga pētnieki zināja, ka ilgstošu potencēšanu, ilgstošu elektrisko impulsu kopumu nervu šūnās, izraisa īslaicīgs kalcija (Ca2 +) jonu pieaugums sinapsē. Viņi izstrādāja eksperimentus, lai precīzi uzzinātu, kā īsais Ca2 + signāls, kas ilgst tikai ~ 0,1 s, tiek pārveidots par ilgstošām (vairāk nekā stundu ilgām) sinaptiskās pārraides izmaiņām.
Komanda izmantoja 2-fotonu mikroskopijas tehniku, lai vizualizētu molekulāro signālu atsevišķās sinapsēs, kurās notiek LTP, metode, kas izstrādāta Yasuda laboratorijā. Šī mikroskopijas metode ļāva komandai uzraudzīt molekulāro aktivitāti atsevišķās sinapsēs, vienlaikus mērot sinapses, lai palielinātu to apjomu un savienojumu stiprumu.
Viņi atklāja, ka CaMKII aktivizē signālmolekulas Rho un Cdc42, kas ir aktīna citoskeleta regulatori, un CaMKII signālu pārraida signālos, kas ilgst vairākas minūtes. Šie ilgstošie signāli ir svarīgi, lai saglabātu ilgstošu sinapses plastiskumu, smadzeņu spēju mainīties mācīšanās vai iegaumēšanas laikā.
Daudzas garīgās slimības, piemēram, garīgā atpalicība un Alcheimera slimība, ir saistītas ar patoloģiskiem Rho un Cdc42 signāliem, sacīja Jasuda. "Tādējādi mūsu atradums sniegs daudz ieskatu par šīm slimībām," viņš teica.
Avots: Hercoga universitāte
