Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Category:

Белок памяти ведет себя по-вирусному

На молекулярном уровне память зависит от белков, которые работают в месте межнейронного контакта – синапса. Некоторые из таких белков помогают сформировать синапс с нуля, некоторые регулируют силу сигнала, которые нервные клетки передают друг другу, и т. д.

Белок памяти ведет себя по-вирусному
Нейрон и его отростки

Среди белков памяти есть один под названием Arc – способность запоминать информацию зависит от него очень сильно, но что именно он делает, долгое время оставалось непонятным. Загадочности Arc добавляло и то, что он похож на белки некоторых вирусов, таких, как ВИЧ.



Оказалось, что он не только похож на вирусные белки, но и ведет себя, как они. Исследователи из Университета Юты внедрили белок Arc в бактериальные клетки и увидели, что он формирует структуры, похожие на вирусные капсиды – сложные белковые оболочки, в которых вирусы прячут свои наследственные молекулы, ДНК или РНК.

С другой стороны, сотрудники Университета Массачусетса обнаружили похожие частицы, сложенные из Arc, выходящие из нейронов дрозофил, причем в частицах было много РНК, скопированной с гена самого Arc. (Напомним, что генетическая информация, прежде чем превратится в белковую молекулу, сначала копируется с ДНК на молекулу-посредник РНК, которая и служит непосредственной инструкцией для сборки белка.)

Белок памяти ведет себя по-вирусному
Белок Arc формирует в нервных клетках вирусоподобные частицы с собственным генетическим материалом внутри

Все действительно было очень похоже на настоящий вирус: белковый контейнер переносил информацию о самом себе, подобно тому, как вирусная частица переносит вирусный геном. Дальнейшие эксперименты открыли у Arc и другие вирусные особенности. Когда нейронам мыши, выращиваемым в клеточной культуре, добавляли в среду частицы из белка Arc с его же РНК внутри, нейроны поглощали эти частицы и начинали синтезировать белок на шаблоне РНК (в самих нейронах ген Arc был выключен).

Однако самое интересное заключалось в том, что клетки синтезировали Arc в зависимости от электрической активности: если к нейронам приходило много импульсов, они делали больше белка. Эксперименты на дрозофилах показали, что Arc-частицы с РНК внутри передаются только в одном направлении, и если нейрон, например, передает сигнал на мышцу, то и белковые частицы будут идти от нейрона к мышечному волокну. С другой стороны, число контактов между нейронами явно зависело от Arc: если его ген выключали, то нейроны формировали меньше синапсов. Полностью результаты исследований описаны в статье в Cell.

То есть сходство одного из белков памяти с вирусами оказалось неспроста: он действительно ведет себя как вирус, программируя клетки на синтез самого себя. Видимо, его вирусные свойства помогают нейронам общаться и формировать нервные сети – не зря же синтез Arc возрастает вместе с активностью нервных клеток и не зря же без него образуется мало межнейронных контактов.

Возможно, Arc и впрямь пришел в геном вместе с каким-то вирусом, таких случаев эволюция знает много. Вирус, который сумел встроиться в геном хозяина, может надолго тут и заснуть, так что клетки начинают использовать вирусные белки в своих целях. Например, известно, что некоторые «домашние» вирусы защищают человеческий эмбрион от инфекции, а другие помогают иммунитету, стимулируя синтез антител в ответ на появления в организме чужеродных молекул.

Автор: Кирилл Стасевич





Ссылка на источник

Tags: вирусы, генетика, информация, нейрофизиология, память
Subscribe

Posts from This Journal “нейрофизиология” Tag

Buy for 30 tokens
Вы помните сколько стоил бензин 10 лет тому назад? Вспоминайте. Нам так часто по телевизору рассказывают, что бензин дорожает, что мы уже сами в это поверили. Так вот, можете не гуглить – Я всё уже всё уже нашел для вас: за десять лет цена на бензин поднялась в два с лишним раза.…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment