Language
Country/Area
No result found
Гены, скрытые в памяти: как непосредственные ранние гены влияют на наши воспоминания?
Научные исследования показывают, что непосредственные ранние гены (IEG) быстро и мгновенно активируются при стимуляции клеток, что позволяет нам раскрыть еще больше загадок в процессе изучения формирования памяти. МЭГ обеспечивают немедленный генетический ответ на внешние сигналы — процесс, который может помочь нам понять, почему определенные воспоминания формируются и сохраняются в течение короткого периода времени.
Непосредственные ранние гены известны как «вход в реакцию генома» из-за их способности быстро транскрибироваться в ответ на стимулы.
Эти гены действуют как помощники в клетке, способные быстро реагировать на новые белки до того, как они будут синтезированы. В отличие от генов позднего ответа, IEG представляют собой класс генов, которые после стимуляции выходят на первый план. Это заставляет их играть решающую роль в росте и дифференцировке клеток.
Функция и механизм IEG
При стимуляции клеток IEG быстро активируются, обычно достигая пика экспрессии в течение 30 минут, в то время как экспрессия генов позднего ответа может занять несколько часов. За этим быстрым ответом стоит взаимодействие множества сигнальных путей. Например, такие пути, как MAPK/ERK и PI3K, имеют решающее значение для активации IEG. Эти гены не только играют роль в росте клеток, но также могут стать генами-предшественниками опухолей.
Экспрессия IEG регулируется внутренними и внешними клеточными сигналами, каждый из которых не требует синтеза новых факторов транскрипции.
В исследованиях черепных нервов важность IEG еще более заметна. Экспрессия этих генов тесно связана с обучением и памятью, нервно-психическими заболеваниями и поведенческой деятельностью. Они играют важную роль в идентификации и регулировании синаптической функции и считаются фундаментальными для хранения памяти.
Формирование памяти и МЭГ
В ведущих исследованиях было показано, что гены непосредственного раннего развития, такие как ZNF268 и Arc, тесно связаны с обучением, памятью и долговременной потенциацией. Различные нервные стимулы — от сенсорных до поведенческих и вызванных лекарствами дрожания — могут индуцировать экспрессию IEG. Таким образом, IEG используются в качестве маркеров для понимания ансамблей нейронов, связанных с формированием специфических воспоминаний.
В процессе консолидации памяти необходима быстрая экспрессия генов IE в нейронах головного мозга.
Например, нейроны, экспрессирующие Arc в гиппокампе, демонстрируют значительные фенотипические и поведенческие различия в ответ на внешние стимулы, включая изменения в морфологии дендритных отростков и изменения в частоте спонтанных импульсов. Это говорит о том, что в ответ на внешние стимулы экспрессия специфических IEG может расширять соответствующие нейронные цепи и дополнительно интегрировать активированные комбинации нейронов.
Актуальность психических заболеваний
При нервно-психических расстройствах характер экспрессии IEG формируется под воздействием экологических и генетических факторов. Например, во многих моделях депрессии на животных уровни экспрессии IEG, таких как Arc, изменяются, тем самым влияя на синаптическую активность, которая участвует в процессе кодирования памяти. Недавние исследования показали, что тенденция низкой экспрессии EGR3 у пациентов с шизофренией связана с изменениями путей NMDAR.
ИЭГ являются важными маркерами для оценки нервной активности при изучении психических расстройств.
Более того, изучение этих генов не только способствует пониманию механизма, но и открывает потенциальные терапевтические применения, включая лечение цитомегаловируса человека (ЦМВ). ЦМВИ — распространенный бетагерпесвирус, который может вызывать серьезные последствия у людей с ослабленной иммунной системой. Традиционным противовирусным методам трудно противостоять лекарственной устойчивости, поэтому новые исследования направлены на поиск целенаправленных мер против IEG.
Будущие направления исследований
Это закладывает основу для будущих исследований, поскольку мы получим более глубокое понимание ранних генов и их связи с формированием памяти. Исследования в этой области не только повлияют на понимание памяти, но также раздвинут границы нейробиологии и бросят вызов методам лечения психических заболеваний. Поэтому мы не можем не задаться вопросом, какое влияние окажет на нашу память и мышление, когда тайны ИЭГ будут раскрыты одна за другой?
