Молекулярный клей нашли в мозге: как он сохраняет воспоминания

Вы когда-нибудь задумывались, почему мы помним какие-то вещи годами, а то и десятилетиями? Ведь нейроны постоянно обновляются, белки живут от силы несколько дней. Как на таком нестабильном «железе» вообще можно хранить что-то долго? Оказывается, в мозге есть специальный молекулярный клей, который цементирует важные воспоминания, помечая нужные синапсы.

Давно известно, что за долговременную память отвечает явление под названием долговременная потенциация (ДП). Если упрощённо: когда мы что-то учим, связи между определёнными нейронами (синапсы) становятся сильнее. И эта сила должна сохраняться годами. Но как, если молекулы, которые эту силу поддерживают, живут всего несколько дней?

Раньше учёные грешили на одну конкретную молекулу — протеинкиназу Mzeta (PKMzeta). Эксперименты на мышах подтверждали: если её заблокировать, воспоминания стираются. Если добавить — память крепчает. Но оставалась загадка: как PKMzeta, живущая пару дней, умудряется поддерживать память годами? И почему она усиливает только те синапсы, которые действительно нужно укрепить, а не все подряд?

Команда из Нью-Йоркского университета, кажется, нашла ответ. И он элегантен.

Всё дело в дуэте. Есть вторая молекула — KIBRA. Она работает как метка, как тот самый синаптический клей. KIBRA приклеивается к «сильным» синапсам (тем, которые уже задействованы в важном воспоминании) и служит якорем для PKMzeta. PKMzeta приходит, связывается с KIBRA — и синапс остаётся усиленным.

«Для поддержания памяти нужна не сама PKMzeta, а постоянное взаимодействие между PKMzeta и KIBRA», — объясняет Тодд Сактор, соавтор исследования.

Молекулы могут разрушаться, но метка остаётся. Новые порции PKMzeta снова находят помеченные KIBRA синапсы — и так цикл повторяется бесконечно. Поэтому воспоминания и живут так долго.

В одном из экспериментов учёные заблокировали связку KIBRA-PKMzeta у мышей. И животные забыли то, что помнили целый месяц. Пространственная память тоже нарушилась. Без клея — нет памяти.

Интересно, что у людей варианты гена KIBRA связаны с качеством памяти. Одним повезло больше, другим меньше. Но теперь, когда механизм прояснился, открываются перспективы для лечения расстройств памяти — от возрастных проблем до последствий травм.

«Это первый случай, когда мы видим механизм постоянной синаптической метки, — говорит Андре Фентон. — Это объясняет старые противоречия и даёт надежду на клиническое применение».

Кстати, исследование также помогло разобраться, почему мыши, у которых ген PKMzeta вообще отключён, всё равно что-то помнят. Оказалось, у них роль страховщика берёт на себя другая молекула — PKCiota/lambda. Эволюционный запасной план, ничего не поделаешь.

Так что мозг хитрее, чем мы думали. Он не просто хранит файлы, а ставит на важные из них молекулярные якоря. И пока якорь на месте, память никуда не денется.