Раскрыта 30-летняя загадка белковых кластеров в мозге человека
Изображение: Andrii Vodolazhskyi / Shutterstock
Ученые Медицинской школы Калифорнийского университета раскрыли загадку, какую роль играют обнаруженные 30 лет назад кластеры белков в нейронах гиппокампа. Эти белки обеспечивают функционирование кальциевой сигнальной системы в клетках, что важно для активации определенных генов. В будущем открытие поможет разработать новые терапевтические средства для лечения неврологических расстройств. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Известно, что белковые кластеры существуют у всех позвоночных, включая человека, и у некоторых беспозвоночных. В одной клетке может насчитываться от 50 до 100 больших скоплений белка, который пропускает ионы калия через мембраны (то есть формирует калиевый канал). Кроме того, в кластерах был обнаружен определенный тип кальциевых каналов, пропускающих в клетку кальций для поддержания различных физиологических реакций. Тот факт, что они имеются у совершенно разных организмов, говорит о том, что кластеры очень важны и сохранялись в процессе эволюции почти нетронутыми.
Гиппокамп является областью мозга, где происходит консолидация кратковременной памяти в долговременную. Мутации, которые затрагивают кластеры, приводят к тяжелым неврологическим расстройствам, однако до сих пор ученые не знали, почему так происходит.
Исследователи разработали подход, который позволил им отделить кальциевые каналы от калиевых кластеров внутри нейронов. Оказалось, что это вмешательство блокирует гены, которые должны запускаться кальциевой сигнальной системой. То есть именно взаимодействие между двумя типами ионов каналов было решающим в обеспечении работы генов нервной клетки. Как заключают ученые, тип кальциевых каналов, обнаруженных в белковых кластерах, необходим для конвертации изменений в электрической активности в изменения генной экспрессии. Это имеет решающее значение для обучения, формирования памяти и других форм пластичности нейронов.