Память можно редактировать

Исследователи поставили эксперимент на мышах

17.01.2014 в 13:10, просмотров: 1755

Стимулируя ацетилирование гистонов, люди способны искусственно активировать гены, отвечающие за формирование и распад нервных цепочек в центрах памяти. Благодаря этому в памяти можно перезаписать любую, даже очень старую информацию.

Память можно редактировать
CHRISTINE DANILOFF/MIT

При посттравматическом синдроме больного заставляют пережить травматическое воспоминание в безопасном окружении — чтобы он понял, что ему уже ничего не угрожает, и чтобы в итоге изгнал свой страх. Такая психотерапия помогает «затереть» неприятные воспоминания, сделать их не такими живыми, отодвинуть подальше в прошлое. Однако часто это не помогает: дурные воспоминания отчего-то не устаревают, заставляя человека снова и снова переживать прежний стресс. Обычно такое случается при застарелом посттравматическом синдроме, когда травма случилась много лет назад.

В таких случаях врачи, кроме психотерапии, используют ещё и лекарства, потому как давно известно, что психотерапевтическим внушением и медикаментом можно сделать гораздо больше, чем просто психотерапией. В качестве таких вспомогательных средств порой предлагаются довольно удивительные вещества вроде экстази. Смысл их применения сводится к одному: сделать память более податливой, уступчивой к внешнему воздействию.

Принято считать, что переживание старых воспоминаний происходит так: в ответ на какой-то внешний стимул из мозгового архива поднимается некая информация (эмоциональная, сенсорная, любая), потом эта информация как-то участвует в текущем моменте жизни — крутится в кратковременной памяти, а после опять уходит в архив, то есть в долговременную память. И вот в моменты преобразования одной памяти в другую эта информация делается особенно пластичной: её можно скорректировать, усилить, ослабить и т. д. При лечении панических атак и посттравматического синдрома врач как раз и пытается актуализировать страшные воспоминания, чтобы как-то их модифицировать, пока они доступны для манипуляций.

Ясно, что лекарственные средства, которые предлагаются для коррекции памяти, должны влияют на структуру нейронных сетей. Но их эффективность может быть разной: с одними воспоминаниями они справляются, с другими — нет. Исследователи из Массачусетского технологического института (США) сообщают в журнале Cell о на редкость мощном средстве, которое помогает отредактировать память, влияя на перестройки хроматина в нейронах. 

Хроматин можно грубо описать как комплекс ДНК с белками-гистонами; от упаковки хроматина, от характера взаимодействия гистонов с ДНК зависит активность тех или иных генов. Преобразования хроматина можно сравнить с молекулярным архивированием-разархивированием генетической информации, и такие процессы считаются одним из важнейших способов эпигенетической регуляции активности генов. Ранее группа Ли-Хуэй Цзая показала, что формирование воспоминаний сопровождается активными перестройками хроматина: очевидно, при этом включались гены, необходимые для записи информации в нейронную цепь.

В своей следующей работе исследователи сосредоточились на тех превращениях хроматина, которые происходят при стирании воспоминаний. Эксперименты проводились с мышами: сначала животных приучали бояться клетки, где их слегка били током, а потом старались этот страх у них погасить, помещая мышей в ту же клетку, но уже безо всяких сопровождающих болезненных ощущений. То есть с мышами проводили что-то вроде антипосттравматической терапии.

Выяснилось, что травматическую память у животных изгнать можно, если начать «лечение» не позже, чем через сутки после травмы. Если же мышь прожила с травматической памятью, скажем, 30 дней, то страх перед клеткой у неё так и останется. Если при этом травматические воспоминания были суточной давности, при их лечебном возобновлении в мозге мышей происходили интенсивные ДНК-белковые перестройки. Спустя несколько часов после повторного вселения в страшную клетку в нейронах усиливалось ацетилирование гистонов, связанных с генами памяти, а происходило всё это при подавлении белка HDAC2 (гистоновой деацетилазы). Ацетилирование гистонов делало ДНК, связанную с ними, более доступной для транскрипционных машин, и активность генов памяти «размягчала» эту самую память, делая ее более пластичной, для того, чтобы её можно было отредактировать, внести в неё правки. 

После 30 дней ничего подобного с хроматином не происходило, никакой повышенной ацетилазной активности не было. То есть окно для модификации памяти есть, но оно открывается, если память сформировалась недавно. Чем старше воспоминания, тем труднее с ними работать. 

Отсюда логично напрашивается вывод, что нужно как-то искусственно простимулировать ацетилирования гистонов на генах памяти — и можно преобразовывать память любого срока давности. А сделать это можно с помощью ингибитора деацетилазы HDAC2.

Такой ингибитор исследователи нашли и протестировали его на мышах. Как и ожидалось, гены памяти активировались, и это, в частности, привело к появлению новых соединений между нейронами в гиппокампе, одном из главных центров памяти в мозге. Следовательно, на мышей начинала действовать «психотерапия»: их память о пережитом электрошоке стиралась.

То есть чтобы сделать старую память доступной для редактирования, нужно повернуть эпигенетический переключатель (не будем забывать, что такие модификации гистонов относятся как раз к эпигенетическим механизмам регуляции генов).

Источники: mit.edu и computerra.ru.