Прионы являются известными злодеями. Эти misfolded протеины вызывают смертельные нейродегенеративные болезни, включая «коровье бешенство», у млекопитающих. Теперь, исследователи, возможно, обнаружили первую полезную функцию подобного приону протеина: формирование долговременных памятей.
Бригада во главе с нейробиологом Эриком Канделом и postdoc Косиком Сайом в Колледже терапии и хирургии Колумбийского университета в Нью-Йорке занималась расследованиями, механизмы памяти в нейронах моря откладывают Аплизию. Исследователи нашли, что неоднократно брызжение на одно отделение сенсорного нейрона с серотонином нейромедиатора создает формирующие память протеины в одном только том одном отделении.
Но нейрон, казалось, посылал РНК посыльного (mRNAs), должен был синтезировать требуемые формирующие память протеины ко всем его отделениям. Таким образом, ввод серотонина очевидно так или иначе отметил затронутые отделения так, чтобы только они могли использовать mRNAs.Сай подозревал, что протеин под названием CPEB мог быть отметкой, потому что это активизирует mRNAs, химически подготавливая их, чтобы быть переведенным на протеины, и потому что это переходит к действию, когда нейроны стимулированы.
Действительно, Сай скоро нашел, что блокирование производства CPEB загнало в угол сотовые изменения, лежащие в основе долговременной памяти.Однако, одна тайна осталась.
Поскольку большинство протеинов ухудшается в течение часов, было неясно, как CPEB мог поддержать изменения в нервном окончании, длящиеся много лет, как некоторые воспоминания делают. Но тогда Сай заметил, что один конец CPEB несет подобную приону последовательность. Прионы являются протеинами с двумя возможными конформационными государствами, одно из которых растворимо, тогда как другой является нерастворимым и длительным в клетках. Нерастворимая форма, как думают, превращает растворимую форму в свое нерастворимое государство, когда две формы соприкасаются.
Это – механизм, подозреваемый при прионных болезнях млекопитающих, и другой набор экспериментов показал, что CPEB действует как прион, по крайней мере в дрожжах. Исследователи, сообщившие об их результатах в выпуске 26 декабря Клетки, размышляют, что небольшие количества приона CPEB, произведенный в стимулированном нервном окончании, могут преобразовать еще много бездействующих протеинов в активные формы.
Активные формы помогли бы активизировать mRNA и стабилизировать синапс, формируя память.Работа привела к радикально новому понятию – который далек от доказанного – что подобные приону изменения в форме протеина могут быть ключевым молекулярным событием в формировании стабильных воспоминаний, говорит нейробиолог Соломон Снайдер из Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, Мэриленд. «Это – первое действительно новое понятие о молекулярном механизме для изучения и памяти за, возможно, 30 лет».