Manoma, kad į virusą panašus baltymas yra pagrindas to, kaip mūsų smegenys saugo ilgalaikius prisiminimus, ir tai gali kilti iš senovės infekcijos, kilusios prieš šimtus milijonų metų.
Jutos sveikatos universiteto mokslininkai tyrė baltymą, vadinamą su aktyvumu reguliuojamu citoskeletu susijusiu baltymu arba lanku. Ilgą laiką buvo manoma, kad lankas vaidina lemiamą vaidmenį kuriant ir išsaugant ilgalaikius prisiminimus smegenyse, tačiau mažai žinoma apie jo specifinę molekulinę funkciją ar evoliucijos istoriją.
Tyrime, paskelbtame m žurnalą Ląstelė, tyrėjai parodo, kaip jie užfiksavo baltymo, surinkto į dideles struktūras su į virusą panašiais kapsidų apvalkalais, vaizdą. Šios struktūros atrodo labai panašios į retroviruso ŽIV struktūras, ir tai paskatino mokslininkus ištirti, ar Arc iš tikrųjų yra labai seno viruso evoliucinė liekana.
Eksperimentų metu jie nustatė, kad kelios lanko kopijos savaime susirinko į virusą primenančius kapsidų apvalkalus ir į vidų įkišo savo genetinę medžiagą (mRNR). Kai komanda šiuos kapsidus įdėjo į pelės neuronus, auginamus lėkštelėje, Arc baltymai perkėlė savo genetinį krovinį į ląsteles. Panašiai kaip virusą, pelės smegenų ląstelių išlaisvintą lanką vėliau galėjo perimti kitas neuronų rinkinys, „užkrečiančios“ ląstelės.
„Į šią tyrimų liniją įsitraukėme žinodami, kad Arc daugeliu atžvilgių yra ypatingas, bet kai sužinojome, kad Arc galėjo tarpininkaujame RNR pernešimui iš ląstelės į ląstelę, buvome apsvaigę“, – sako tyrimo pagrindinė autorė, doktorantė Elissa Pastuzyn. „Joks kitas ne virusinis baltymas, apie kurį žinome, taip neveikia.
Dr Jason Shepherd, vyresnysis tyrimo autorius, papasakojo Alphr kad lankas atrodo labai svarbus ilgalaikei atminčiai ir plastiškumui. „Manėme, kad lankas reikalingas procesams jo gaminamoje ląstelėje, tačiau šie nauji tyrimai rodo, kad signalizacija Tarp ląstelių taip pat gali būti svarbu“, – sakė jis ir pabrėžė, kad „mes vis dar nežinome, kokį vaidmenį vaidina šis kelias atmintis“.
Reikia toliau dirbti, kad būtų galima nustatyti, kokius signalus Arc iš tikrųjų neša tarp neuronų ir kodėl šis tarpląstelinis ryšys yra būtinas ilgalaikės atminties formavimui. Tačiau atsižvelgiant į tai, kad lankas atrodo neįtikėtinai panašus į virusą, ar tai rodo, kad mūsų gebėjimas mokytis ir prisiminti yra dėl senovės virusinės infekcijos? „Taip, atrodo, kad žinduolių plastiškumas ir atminties talpa galėjo atsirasti dėl šio atsitiktinio įterpimo įvykio“, – sakė Shepherdas.
Žiūrėti susijusius
„Nors manome, kad virusinės infekcijos ir protrūkiai yra blogas dalykas (ir, žinoma, jie yra), šie priepuoliai infekcija taip pat suteikia naujų šaltinių evoliucijai, kad būtų sukurti nauji genai, kurie galiausiai tampa naudingi organizmas.
„Taip pat labai įdomu, kad nepaisant maždaug 400 milijonų metų senumo įvykusio lanko, biologija atrodo išsaugota. Taip pat manome, kad žmogaus genome yra ir kitų genų, kuriuose yra panašių virusinės kilmės elementų, kurie taip pat gali turėti išsaugotų savybių.
Nors atsitiktinis susitikimas maždaug prieš 400 milijonų metų galėjo nutiesti kelią žinduolių atminčiai, lankas dabar yra svarbi normalaus pažinimo dalis. Jei baltymas nėra tinkamai išreikštas žmonėms, tai gali sukelti daugybę neurologinio vystymosi sutrikimų, tokių kaip Trapus X ir Angelmanas Sindromai, taip pat šizofrenija.
Lankas gali būti senovės viruso likutis, tačiau dabar jis yra mūsų smegenų veikimo pagrindas.
Vaizdo ir vaizdo įrašo kreditas: Jacobo Lopez, Yi-Chu Su, Hugo Vaca
