В настоящее время процесс создания и хранения воспоминаний, а также их кодировки нейронами плохо изучен. Поэтому исследователи из Массачусетского технологического института решили проверить, действительно ли хроматин отвечает за формирование памяти. Результаты их работы были опубликованы в Nature Neuroscience в октябре 2020 года.
Как проходили исследования?
Ученые решили провести эксперименты на лабораторных мышах для подтверждения своей гипотезы. Они пометили желтым флуоресцентным белком клетки гиппокампа — специальной системы головного мозга, которая участвует в механизмах формирования эмоций и пространственной памяти. После мышей рассадили в разные камеры и некоторых из них периодически легко толкали. Через какое-то время животные запомнили, где для них находиться безопаснее. В этот же момент ученые увидели, что кодирующие память нейроны окрасились.
Также исследователи заметили изменение структуры хроматина в клетках после формирования воспоминаний у мышей об эксперименте. Дело в том, что он стал более рыхлым. Это произошло только в тех участках ДНК, которые стимулируют перенос генетической информации.
Через 5 дней после проведения эксперимента ученые снова проверили данные с гиппокампа мышей и увидели, что структура хроматина изменилась и стала ближе к целевым генам. На практике это означало повышение экспрессии хроматина у мышей в ситуации, когда их помещали в старые условия, но уже с сохранившимися воспоминаниями об этом эксперименте.
«Это первое исследование, которое раскрывает таинственный процесс активации различных генов и эпигенетический механизм, лежащий в его основе», — рассказал Ли-Хуэй Цай, директор Института обучения и памяти Пикоуэра Массачусетского технологического института и старший автор исследования.
К каким результатам пришли ученые?
Исследователи наглядно показали, как формируется память на молекулярном уровне. При этом они утверждают, что такие воспоминания хранятся в течение нескольких месяцев.
В будущем ученые планируют исследовать влияние хроматина на развитие ряда болезней, связанных с расстройством работы нервных клеток, в том числе и Альцгеймера. Они полагают, что углубленное изучение этого вопроса может помочь в лечении и восстановлении потерянных воспоминаний.