Белковые биты мозга

АрхивБиология и Медицина

Ученым из Колумбийского университета в Нью-Йорке, возможно, удалось разгадать молекулярный механизм работы нашей памяти.

Ученым из Колумбийского университета в Нью-Йорке, возможно, удалось разгадать молекулярный механизм работы нашей памяти. По их мнению, ключевую роль в запоминании информации играют белки, способные "переключаться" между двумя состояниями с малыми затратами энергии под действием слабых электрических импульсов.

Химия взаимодействия молекулы белка со своим окружением целиком определяется ее формой. Обычно она неизменна, но есть загадочная группа белков прионов, которые способны принимать две разные формы, легко переключаться между ними и провоцировать переключение в ту же форму окружающих молекул. У некоторых прионов одна форма является нормальной, а другая патогенной. Считается, что такие свойства прионов крайне опасны и ответственны за целый ряд нервных болезней, например коровье бешенство. Функция прионов до сих пор во многом остается загадочной, известно только, что в своей нормальной, непатогенной форме они отвечают за связь между нейронами.

Однако последние исследования показали, что прионоподобный белок CPEB, вероятно, помогает нервным клеткам запоминать информацию. Более того, по-видимому, прионы играют роль переключателей во многих важных биологических процессах, например включая или выключая гены.

Белок CPEB располагается в синапсах, которыми нейроны соединяются друг с другом. Выделив его из морских моллюсков аплизий и поместив в дрожжевые клетки, ученые обнаружили, что этот белок может переходить в активное прионное состояние и вызывать образование других белков, формирующих более сильную связь с соседним нейроном. А именно в структуре нейронных связей мозг хранит долгосрочную информацию об окружающем мире. Электрические нервные импульсы, предположили авторы, способны переключить белок CPEB в активное состояние и тем самым инициировать процесс запоминания.

То, что у аплизии, самого любимого из-за больших нейронов объекта исследования нейробиологов, именно такой молекулярный механизм памяти, пока не доказано. Не говоря уж о человеке. Однако в наших синапсах есть одна из разновидностей этого белка (отчего мы и не обладаем иммунитетом к коровьему бешенству и другим подобным болезням), а малые затраты энергии на переключение и устойчивость различных состояний делают прионы идеальными кандидатами на роль биологических "битов".