• Вы находитесь тут:
  • Sci314
  • Новости
  • Многочисленные разрывы ДНК связали с механизмами обучения и памяти

Многочисленные разрывы ДНК связали с механизмами обучения и памяти

Во время стресса в клетках мозга происходят многочисленные двух цепочные разрывы ДНК, масштаб которых до сих пор недооценили.

Это позволяет быстро экспрессировать гены, которые вовлечены в формирование воспоминаний, отмечают ученые из США в статье журнала PLOS ONE. Ранее научные исследования показывали, что при нормальной нейрональной активности в нервных клетках происходят периодические двух цепочные разрывы ДНК. Впрочем, повреждения быстро исправляются и за ними следует резкий рост экспрессии отдельных генов. Исследования преимущественно проводили на культуре клеток, которые дают ограниченное представление о том, как происходит процесс разрыва ДНК в мозге живого организма. Несмотря на то, что уровни маркеров двухцепочечных разрывов ДНК растут у мышей при стрессовом запоминании и припоминании, ученые Массачусетского технологического института решили исследовать более подробно, что происходит с ДНК в мозгах животных во время обучения и формирования воспоминаний и какие последствия это имеет.

Сначала часть лабораторных мышей научили ассоциировать определенные событие с неприятными последствиями. Для этого ступни животных били ощутимым током в течение нескольких секунд. Так они формировали воспоминание о неприятном событии из-за страха.

Через полчаса после этого животных подвергли эвтаназии и ученые немедленно приступили к изучению их мозга. Целью ученых было понять, какие процессы происходили перед смертью в мозге животных, в частности, как проявлялись двухцепочные разрывы ДНК и экспрессия генов. Особое внимание ученые обращали на работу клеток гиппокампа и префронтальный коры, участвующих в формировании и хранении ассоциированных со страхом воспоминаний. Для сравнения, ученые провели эвтаназию и исследования мозга мышей, которые все время находились в своих клетках и не поддавались ударам тока.

Ученые заметили, что формирование воспоминаний о страхе связано с вдвое большим количеством двухцепочечных разрывов ДНК в гиппокампе и префронтальной коре, чем обычно. Это приводит к изменению в экспрессии более чем трехсот генов, и ученые решили исследовать, за что отвечают 206 из них, и что изменились в обоих полушариях мозга. Многие из этих генов вовлечены в формировании связей между нейронами — синапсов. И в этом нет диковинки, поскольку именно синапсы играют ключевую роль в запоминании и, как следствие, учебе. Итак, разрывы ДНК могут способствовать быстрой активации генов, которые отвечают за закрепление в памяти определенного события, особенно, потенциально опасного.

Кроме того, ученые выяснили, что двойные разрывы ДНК и существенное изменение в экспрессии генов активно происходят не только в нейронах, но и в клетках мозга. Дальнейшее изучение показало, что повреждения ДНК в глиальных клетках происходило как реакция на гормоны глюкокортикоиды, к которым относятся так называемые гормоны стресса.

Таким образом ученые сделали два главных открытия во время этого исследования. Они показали, что разрывы ДНК и изменение в экспрессии генов происходит в гораздо больших масштабах предварительных оценок. И это явления стоит подробнее изучать, учитывая то, что с возрастом наша способность исправлять повреждения ДНК снижается. Также результаты свидетельствуют, что клетки глии могут выполнять важную роль в формировании воспоминаний и обучении под влиянием стресса, чем считалось.

  • Вы находитесь тут:
  • Sci314
  • Новости
  • Многочисленные разрывы ДНК связали с механизмами обучения и памяти
  • Вы находитесь тут:
  • Sci314
  • Новости
  • Многочисленные разрывы ДНК связали с механизмами обучения и памяти