Ilgalaikės atminties molekulinio pagrindo tyrimas
Mokslininkai mano, kad ilgalaikis potenciacija (LTP) - ilgalaikis signalų padidėjimas ryšyje tarp smegenų ląstelių - yra mūsų gebėjimas ilgainiui prisiminti ir mokytis.
Duke'o universiteto medicinos centro mokslininkai atrado signalinių molekulių kaskadą, leidžiančią paprastai labai trumpam signalui trukti keliasdešimt minučių. Šis dirgiklis suteikia smegenų pagrindą stipresniems ryšiams (sinapsėms), kurie gali prisikviesti atmintį mėnesiams ar net metams.
Jų išvados apie tai, kaip sinapsės keičia ryšių stiprumą, gali turėti įtakos Alzheimerio ligai, autizmui ir protiniam atsilikimui, sakė mokslų daktaras Ryohei Yasuda, neurobiologijos docentas ir vyresnysis autorius.
"Mes nustatėme, kad ilgą laiką trunkantis biocheminis procesas lemia atminties saugojimą", - sakė Yasuda, kuris yra Howardo Hugheso medicinos instituto ankstyvosios karjeros mokslininkas.
Tyrimas paskelbtas Gamta.
Mokslininkai tyrė signalines molekules, kurios reguliuoja aktino citoskeletą, kuris yra struktūrinė sinapsių sistema.
"Signalinės molekulės galėtų padėti pertvarkyti karkasą ir suteikti daugiau apimties ir stiprumo sinapsėms", - sakė Yasuda. "Mes samprotavome, kad ilgalaikis prisiminimas gali atsirasti pasikeitus statybinių blokų sąrankoms."
Hercogo tyrinėtojai žinojo, kad ilgalaikį potenciją - ilgalaikį elektros impulsų rinkinį nervinėse ląstelėse - sukelia laikinas kalcio (Ca2 +) jonų padidėjimas sinapsėje. Jie sukūrė eksperimentus, kad tiksliai sužinotų, kaip trumpas Ca2 + signalas, trunkantis tik ~ 0,1 s, yra paverstas ilgalaikiu (daugiau nei valandą) sinapsinio perdavimo pokyčiu.
Komanda naudojo 2-fotonų mikroskopijos metodiką, kad vizualizuotų molekulinį signalizavimą vienose sinapsėse, kuriose vyksta LTP - tai metodas, sukurtas Yasuda laboratorijoje. Šis mikroskopijos metodas leido komandai stebėti molekulinį aktyvumą vienoje sinapsėje, tuo pačiu matuojant sinapses, kad padidėtų jų tūris ir jungčių stiprumas.
Jie nustatė, kad CaMKII suaktyvina signalines molekules Rho ir Cdc42, aktino citoskeleto reguliatorius, ir perduoda CaMKII signalą į daugelį minučių trunkančius signalus. Šie ilgalaikiai signalai yra svarbūs palaikant ilgalaikį sinapsių plastiškumą, smegenų gebėjimą keistis mokantis ar įsimenant.
Daugelis psichinių ligų, tokių kaip protinis atsilikimas ir Alzheimerio liga, yra susijusios su nenormaliais Rho ir Cdc42 signalais, sakė Yasuda. "Taigi mūsų atradimas suteiks daugybę įžvalgų apie šias ligas", - sakė jis.
Šaltinis: Hercogo universitetas
