Выявлен белок, ответственный за память и обучение

Совсем скоро инструкция по поддержке работоспособности мозга может включать новый пункт — белок синаптотагмин-IV, который влияет на функции обучения и памяти, сообщают ученые из университета Висконсина-Мэдисона.

Исследование показало, что этот белок поддерживает прочность синапсов — связей между нервными клетками, в которых происходит обмен информацией.

Пластичность синапсов, их способность приспосабливаться и становиться то больше и сильнее, то меньше и слабее, лежит в основе процессов запоминания, забывчивости и обучения. Для такой пластичности мозга требуется поддержание тонкого баланса.

Результаты исследования в будущем могут оказаться полезными при лечении нейродегенеративных расстройств, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и приступы эпилепсии. На ранней стадии эти расстройства формируются из-за синаптического дефицита.

«Если разработать препарат или генетический метод для управления выработкой синаптотагмина-IV (Сит-IV) и изменить его воздействие на другие элементы, участвующие в синаптической функции, синапсы будут работать лучше», сообщил один из авторов исследования профессор Эдвин Чепман из школы медицины и здравоохранения медицинского института Говарда Хаджа, университет Висконсина-Мэдисона.

Ученые изучали синаптотагмины в течение нескольких лет, добиваясь больших успехов в понимании их роли в выработке нейромедиаторов и нейропептидов, а также в отправке и получении синаптических сигналов.

В ходе изучения Сит-IV, который известен своими колебаниями в течение дня, ученые исследовали белок сначала в составе клеточной культуры, а затем у мышей, которых предварительно лишили белка Сит-IV: именно на мышах чаще всего происходит изучение дефицита протеинов.

«Мы обнаружили, что синаптотагмин-IV воздействует на множественные аспекты передачи сигналов, пред- и постсинаптично», сообщил Чепман и добавил, что белок располагается вовсе не там, где его ожидали найти.

Также ученые провели стандартные эксперименты на мышах, чтобы проверит феномен, называемый долгосрочным потенциалом (long-term potentiation — LTP). Долгосрочный потенциал — это первичный механизм усиления синапса, который способствует обучению и запоминанию.

«Во время стимуляции проводящих путей мозга мы замечаем, что синапсы производят больше реакции», сказал Чепман. «Синапсы запоминают стимуляцию и даже чему-то обучаются — теперь мы это точно видим».

Несмотря на наличие неспособности к обучению, мыши без белка Сит-IV произвели улучшенный долгосрочный потенциал.

«Если синапсы работают на полную мощность, то они теряют пластичность и функционируют нестабильно», добавил Чепман. «Перегрузка в их работе может привести к сбою».

Ученые полагают, что синаптотагмин-IV служит для поддержания синаптического гомеостаза или внутреннего равновесия, приводя долгосрочный потенциал к нормальному уровню.

Белок функционирует, косвенно регулируя нейротрофический фактор головного мозга (BDNF), который является фактором роста, необходимым для нормальной работоспособности нервных клеток. Как выяснилось в последнее время, BDNF также способен повреждать синапсы.

В ходе экспериментов синаптотагмин-IV снижал уровень увеличенного долгосрочного потенциала, ограничивая выработку нейротрофического фактора головного мозга на стороне получения синапса, замедляя синаптическую активность.

«Синаптотагмин-IV динамически регулирует долгосрочный потенциал, поддерживая необходимый баланс», заключил Чепман. «Ведь для сохранения пластичности синапсов необходим хороший динамический диапазон синаптической активности».

Что почитать: Путешествие в тайны разума. Этот загадочный человеческий мозг

19.05.2009


Подписаться в Telegram



Здоровье

The American Journal of Human Genetics: Бесплодие может быть вызвано мутацией
The American Journal of Human Genetics: Бесплодие может быть вызвано мутацией

Примерно каждая седьмая пара сталкивается с&nb...

Surfaces and Interfaces: Куркума и серебро на мембранах стерилизуют вирусы
Surfaces and Interfaces: Куркума и серебро на мембранах стерилизуют вирусы

Новый материал создала группа ученых из р...

FENDO: Препарат для лечения диабета улучшает кровообращение в почках
FENDO: Препарат для лечения диабета улучшает кровообращение в почках

Диабет второго типа может вызвать заболевание ...

Advanced Materials: Из крови создан биокооперативный материал для лечения травм
Advanced Materials: Из крови создан биокооперативный материал для лечения травм

Новый материал, который помогает восстанавлива...

Cell: Открыт новый вероятный маркер старения организма
Cell: Открыт новый вероятный маркер старения организма

Как иммуноглобулины, или белки в наш...

МФТИ: Линзы тоньше волоса ускорят диагностику болезней на дому
МФТИ: Линзы тоньше волоса ускорят диагностику болезней на дому

Небольшое устройство, которое позволит врачам ...

Новое средство против супербактерий разработали в Подмосковье
Новое средство против супербактерий разработали в Подмосковье

Уникальный антимикробный препарат для леч...

В МФТИ создают новую систему медицинской реабилитации
В МФТИ создают новую систему медицинской реабилитации

По статистике ВОЗ, около 2,4 миллиарда человек...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Внеклеточные везикулы — новое слово в лечении воспалительных заболеваний кишечника
Внеклеточные везикулы — новое слово в лечении воспалительных заболеваний кишечника
The American Journal of Human Genetics: Бесплодие может быть вызвано мутацией
The American Journal of Human Genetics: Бесплодие может быть вызвано мутацией
Surfaces and Interfaces: Куркума и серебро на мембранах стерилизуют вирусы
Surfaces and Interfaces: Куркума и серебро на мембранах стерилизуют вирусы
1 укол вместо 15: в Челябинске предложили революционный метод лечения рака
1 укол вместо 15: в Челябинске предложили революционный метод лечения рака
Ученые из Новосибирска установили возраст шерсти детеныша саблезубой кошки
Ученые из Новосибирска установили возраст шерсти детеныша саблезубой кошки
Исследована двойная роль клеточного регулятора CED-9 в апоптозе
Исследована двойная роль клеточного регулятора CED-9 в апоптозе
PRL: Физики объяснили, как работает дробный заряд в пентаслойном графене
PRL: Физики объяснили, как работает дробный заряд в пентаслойном графене
Челябинские ученые создали систему управления объектами электроэнергетики
Челябинские ученые создали систему управления объектами электроэнергетики
Frontiers in Physiology: Космонавты обычно немного «тормозят» из-за стресса
Frontiers in Physiology: Космонавты обычно немного «тормозят» из-за стресса
PF: Семена чампати помогут физикам лучше понять оползни и каменные лавины
PF: Семена чампати помогут физикам лучше понять оползни и каменные лавины
В Московском Политехе создали алгоритм для прогнозирования пешеходного трафика
В Московском Политехе создали алгоритм для прогнозирования пешеходного трафика
Ученые СПбГУ и Сколтеха открыли секрет появления цыпленка
Ученые СПбГУ и Сколтеха открыли секрет появления цыпленка
JACS: Открыт новый тип наночастиц гидрида палладия, которые запирают водород
JACS: Открыт новый тип наночастиц гидрида палладия, которые запирают водород
NF: Выравнивание спина для термоядерного топлива удешевит ядерную энергию
NF: Выравнивание спина для термоядерного топлива удешевит ядерную энергию
Ученые Пермского Политеха разработали новый способ печати стентов
Ученые Пермского Политеха разработали новый способ печати стентов

Новости компаний, релизы

3D-печать: от самых смелых концепций до твердой реальности
КНИТУ вошёл в тройку лидеров по количеству перспективных российских стартапов
В ПсковГУ состоялось открытие научно-образовательной лаборатории «Когнитивное развитие в образовании»
Квантовая неделя в Санкт-Петербурге пройдет на площадке СПбГУ
Пироговская олимпиада для школьников по химии и биологии