Исследователи Колумбийского университета (CUMC) обнаружили новые доказательства существования системы в головном мозге, которая сохраняет воспоминания в течение длительных периодов времени.И как это ни парадоксально, она работает таким же образом, как механизмы, которые вызывают коровье бешенство, куру и других дегенеративных заболеваний головного мозга.
В своих экспериментах и Eric Kandel его коллеги показывают, как прион-подобные белки — похожие на прионы коровьего бешенства у крупного рогатого скота и болезни Крейтцфельдта-Якоба у человека, имеют решающее значение для поддержания долгосрочных воспоминаний у мышей и, возможно, у других млекопитающих.
Когда в мозге создаются долгосрочные воспоминания, образуются новые соединения между нейронами, чтобы сохранить память.Однако эти физические соединения должны быть сохраниться, иначе память исчезнет через нескольких дней.Многие исследователи искали молекулы, которые поддерживают долгосрочную память, но безуспешно.
Согласно исследованию во главе Kandel, эти молекулы памяти – обычная версия прионных белков. Прионы образуют в клетке и вызывают повреждение, путем объединения в липкие структуры, которые нарушают клеточные процессы.Прионные агрегаты обладают высокой стабильностью и накапливаются в инфицированной ткани, вызывая повреждение тканей и гибель клеток.Умирающая клетка высвобождает прионные белки, которые затем подхватываются другими клетками и, таким образом, считаются инфекционными.Эти аномальные белки могут вызвать коровье бешенство (губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота). Они также были связаны с различными нейродегенеративными заболеваниями, в том числе болезнью Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона.
В противоположность этому, функциональные белки прионы могут играть физиологическую роль в клетке и не способствовать болезни. Команда доктора Kande впервые выявила функциональные прионы и обнаружила, что они способствуют хранению памяти.Недавно исследователи нашли подобный белок у мышей, CPEB3. В одном из многих экспериментов, ученые заставляли мышей неоднократно перемещаться по лабиринту, позволяя животных создать долговременную память.Но когда исследователи нейтрализовали ген CPEB3 у животных, память пропала.
Затем исследователи обнаружили, как CPEB3 работая внутри нейронов поддерживает долгосрочные воспоминания.«Как и болезнетворные прионы, функциональные прионы бывают двух видов, в растворимой форме и форме, которая создает агрегаты», поясняет Kandel. «Когда мы узнаем что-то и в мозге образуются долгосрочные воспоминания, появляются новые синаптические соединения, и растворимые прионы в этих синапсах преобразуются в агрегированные прионы».
Как сказал Kandel, пока эти агрегаты присутствуют, долгосрочные воспоминания сохраняются.При этом прионные агрегаты постоянно обновляют себя, набирая новые растворимые прионов в агрегаты.«Это текущее обслуживание имеет решающее значение», сказал Кандель.«Благодаря этому, вы, например, помните свою первую любовь всю оставшуюся жизнь».