Цивилизация
Скопления белков, обнаруженные на поверхности клеток мозга в гиппокампе, роль которых оставалась невыясненной на протяжении многих десятилетий, на самом деле обеспечивают функционирование кальциевой сигнальной системы в клетках, жизненно важных с точки зрения активации экспрессии генов. Такой вывод был сделан учеными из Медицинской школы Калифорнийского университета в Дэвисе. Статья об этом опубликована в журнале PNAS.
Гиппокамп отвечает за процесс обучения и сохранение значимой информации, перевод из кратковременной памяти в долговременную. Иногда его называют также «менеджером памяти». Нарушение покрывающих его скоплений клеток может приводить к серьезным неврологическим расстройствам, однако до сих пор было неясно, почему так происходит. Оказывается, эти белки представляют собой ионные каналы, шлюзы, через которые атомы, лишенные электронов, попадают в клетку. Обмен этими ионами — один из основных способов взаимодействия нейронов друг с другом для передачи паттернов сигналов от одной группы клеток к другой, для обработки и консолидации памяти.
Разные каналы, образованные скоплениями белков, специализируются на разных ионах, например некоторые из них пропускают через клеточную мембрану лишь ионы калия, а другие предназначены только для ионов кальция. К одной клетке может прикрепляться до 100 таких скоплений. В ходе экспериментов с нейронами грызунов группа исследователей разъединила калиевые и кальциевые каналы, в которых есть белковые фрагменты, связывающиеся друг с другом. Они заменяли нейроны фрагментами калиевых каналов-ловушек. Было показано, что все это блокирует передачу сигналов нервных клеток и экспрессию генов, что критически сказывается на процессах в функционирующем мозге и нарушает связь между возбуждением клеток и транскрипцией, которая имеет решающее значение для обучения, консолидации памяти и других форм нейропластичности и нейрогенеза.
Передача сигналов кальция хорошо изучена в дендритах — протяженных участках нейронов, которые отвечают за передачу сообщений между клетками, но до сих пор не проводилось детальных исследований того, как передача сигналов кальция работает внутри самих нейронов. Как объясняют исследователи, эти нейронные скопления можно считать «высококонсервативными» — они сохранялись относительно неизменными на протяжении миллионов лет эволюции. Это указывает на их ключевую роль для функционирования как беспозвоночных, так и позвоночных, включая человека.