Недавно группа ученых из Университета Юты, Копенгагенского университета и Лаборатории молекулярной биологии MRC в Соединенном Королевстве обнаружили нечто странное в белке памяти под названием Arc. Оказалось, он очень похож на вирусные белки. Свое открытие они опубликовали в журнале Cell.
Белки ненадолго задерживаются внутри мозга – лишь на несколько минут. А наши воспоминания остаются с нами на всю жизнь.
«Нейронный ген Arc необходим для долгосрочного хранения информации в мозге. Он также участвует в нейроразвивающихся расстройствах и укрепляет синаптические связи. Совсем мало еще известно о молекулярной функции и эволюционном происхождении гена», – пишут ученые.
Проектом руководил Джейсон Шепард, доцент нейробиологии из Университета Юты. Он посвятил 15 лет исследованию белков. При помощи электронных микроскопов он подробно исследовал белки и увидел, что Arc похож на белок ВИЧ.
Ученых это заинтриговало – белок вел себя, как вирус, и служил платформой для взаимодействия нейронов. Arc открывает окно, через которое «затвердевают» воспоминания. Окно не может открыться без гена.
Предыдущая работа показала, что Arc необходим для формирования долговременных воспоминаний. В ходе экспериментов мыши, лишенные белка, не могли вспомнить порядок выполнения задачи, которой они обучились 24 часа назад.
Шепард вместе с коллегами теперь считают, что 350-400 миллионов лет назад ретротранспозон – предок ретровируса – попал в организм млекопитающего, что привело впоследствии к развитию белка Arc.
Шепард обнаружил, что ген действует так же, как вирусный капсид. Капсиды представляют собой твердую, полую изнутри внешнюю оболочку, которая несет генетическую информацию. Вирус использует капсид, чтобы передать генетический материал от одной клетки к другой, вызывая таким образом инфекцию.
Оболочка Arc заключает в себе РНК, которая затем переносится от одного нейрона к другому. Элисса Пастузин, колега Шепарда и первый автор итоговой публикации, написала: «Мы начали заниматься этими исследованиями, зная, что Arc – во многих смыслах особенный белок. Но когда мы узнали, что он выступает в роли посредника в межклеточном транспорте РНК, мы были просто ошеломлены! Ни один другой белок, как нам пока известно, не может действовать так же».
Шепард и его коллеги разработали ряд экспериментов, чтобы понять, действует Arc как вирус или нет.
Они обнаружили, что белок реплицирует несколько копий себя в капсидах, которые несут РНК. Затем они взяли эти капсиды и поместили их в чашки Петри, содержащие мышиные нейроны, и они стали взаимодействовать.
Вместо случайных мутаций, организмы могут заимствовать что-то друг у друга, чтобы развиваться. Это исследование может изменить наше видение эволюционного процесса.
Последние комментарии