Обнаружен ген, который вызывает вымирание памяти.

Обнаружен ген, который вызывает «вымирание памяти».

Многие из нас являются носителями «плохих» воспоминаний, которые и по сей день продолжают влиять на нашу жизнь. Теперь ученые говорят, что они открыли ген, необходимый для «вымирания памяти», процесса, посредством которого наш мозг заменяет старые воспоминания новым опытом.

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) утверждают, что это открытие может помочь людям, страдающим посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР), заменив «страшные» воспоминания на более позитивные ассоциации.

Установлено, что ген Tet1 играет важную роль в исчезновении памяти, контролируя небольшую группу других генов, необходимых для этого процесса.

Для исследования, опубликованного в журнале Neuron, команда исследователей экспериментировала с мышами, у которых ген Tet1 «вырубился», а также с мышами, имеющими нормальный уровень гена.

Для того чтобы измерить способность мышей уничтожать воспоминания, они были «обучены» бояться определенной клетки, в которой они получили небольшой электрический удар. Как только память о «клеточном шоке» сформировалась, мышей поместили в клетку, но исследователи не дали им шока.

Tet1 вызывает «вымирание памяти».

Исследователи обнаружили, что через некоторое время мыши с нормальным уровнем Tet1 теряют страх перед клеткой, что указывает на замену старых воспоминаний новыми.

Ли-Хуэй Цай, директор Института изучения и памяти Пикауэра при Массачусетском технологическом институте, объясняет:

» Что происходит во время исчезновения памяти, так это не стирание исходной памяти. Старые следы памяти говорят мышам, что это место опасно. Но новое воспоминание сообщает мышам, что это место действительно безопасно. Есть два варианта памяти, которые конкурируют друг с другом.»

Однако исследователи добавляют, что мыши без гена Tet1 остаются напуганными и не могут потушить память.

Команда провела еще один комплекс экспериментов, в ходе которых была протестирована пространственная память мышей.

Эти эксперименты показали, что мыши без гена Tet1 могли научиться ориентироваться в лабиринте воды, но не смогли потушить память о том, как перемещаться по лабиринту, что в дальнейшем подтвердило результаты предыдущего эксперимента.

Tet1 удаляет метилирование ДНК

Исследователи объясняют, что Tet1 и другие белки Tet помогают регулировать модификации ДНК, которые определяют, будет ли экспрессирован тот или иной ген или нет.

Tet1 изменяет уровни метилирования ДНК — модификации, которая контролирует доступ к генами. Высокий уровень метилирования препятствует экспрессии генов, в то время как низкий уровень метилирования позволяет «включить» их.

Установлено, что белки Tet1 и Tet удаляют метилирование ДНК после того, как мыши без Tet1 показали значительно более низкий уровень гидроксиметиления — процесса, ведущего к удалению метилирования — как в гиппокампе, так и в коре головного мозга. Эти области являются ключевыми для обучения и запоминания.

Деметилирование выше в генах ранней памяти

Исследователи обнаружили, что деметилирование наиболее значимо в группе из 200 генов, в частности, в небольшом подмножестве, называемом «немедленные ранние гены» — критическом для формирования памяти.

У мышей без гена Tet1 было обнаружено, что ранние гены были сильно метилированы, что затрудняло экспрессию этих генов.

Предыдущие исследования MIT показали, что ближайший ранний ген под названием Npas4 регулирует другие ранние гены. В этом исследовании исследователи обнаружили, что в промоторной области гена Npas4 уровень метилирования у мышей без гена Tet1 составил почти 60%, по сравнению с 8% у мышей с гена Tet1.

«Это огромный рост метилирования, и мы считаем, что это, скорее всего, объясняет резкое снижение регуляции Npas4 у нокаутных мышей Tet1», — отмечает профессор Цай.

Мэтью Латтай, доцент кафедры поведенческих нейронаук Орегонского университета здравоохранения и науки, который не участвовал в исследовании, говорит, что его результаты могут проложить путь к лечению ПТСР:

» Продемонстрировав некоторые из способов метилирования регуляторных генов в ответ на нокаут Tet1 и поведенческий опыт, авторы предприняли важный шаг в выявлении потенциальных мишеней фармакологического лечения таких расстройств, как посттравматическое стрессовое расстройство и зависимость».

Кроме того, исследовательская группа также выяснила, почему мыши без гена Tet1 все еще способны усваивать новые задания.

Они обнаружили, что при кондиционировании страха метилирование гена Npas4 сократилось до 20% — достаточно низкого уровня для экспрессии Npas4, создавая тем самым новые воспоминания.

Команда предполагает, что мыши боятся настолько сильно, что это может вызвать другие белки деметилирования, такие как Tet2 или Tet3.

В целом, исследователи утверждают, что их результаты указывают на наличие порогового уровня, необходимого для метилирования, и что Tet1 отвечает за поддержание низкого уровня метилирования, чтобы убедиться, что гены, необходимые для формирования памяти, готовы к «включению» при необходимости.

Дальнейшие исследования команды будут включать поиск путей искусственного повышения уровня Tet1 и выяснение, может ли это «подстегнуть» вымирание памяти. Кроме того, они планируют определить последствия стирания всех Tet-генов.

Милад Доулати из Института Уайтхед Массачусетского технологического института, добавляет:

«Это не только поможет нам дальше разграничить эпигенетическую регуляцию формирования и вымирания памяти, но и разгадать другие потенциальные функции тет и метилирования в мозгу за пределами памяти».

Недавно журнал Medical News Today сообщил о том, как ученые из Исследовательского института Scripps Research Institute создали метод работы с мышами, который способен нацеливать и стирать нежелательные воспоминания.