Команда Университета Миннесоты (США) разработала новую методику, которая позволяет впервые визуализировать молекулы мРНК в мозгу живых мышей. Исследование может помочь ученым узнать больше о формировании и хранении памяти, а также о таких болезнях, как болезнь Альцгеймера, сообщает пресс-служба вуза. Статья опубликована в журнале PNAS.
В процессе формирования и хранения воспоминаний вырабатывается мРНК — тип РНК, участвующий в создании белков. Технологии, позволяющие изучить этот процесс, еще ограничены. Раньше синтез мРНК можно было наблюдать в мозгу мыши только после смерти грызуна. Новая же методика позволяет ученым рассмотреть его в мозгу мыши, пока она еще жива.
Технология включает в себя генную инженерию, микроскопию с двухфотонным возбуждением и оптимизированное программное обеспечение для обработки изображений. Генетически модифицировав мышь так, чтобы она продуцировала мРНК, помеченную зелеными флуоресцентными белками (белками, полученными из медузы), исследователи смогли увидеть, когда и где мозг мыши генерировал мРНК Arc – молекулу определенного типа, которую они искали.
Поскольку мышь была живая, исследователи могли наблюдать ее мозг дольше, чем мозг мертвой мыши. Используя этот новый процесс, исследователи провели два эксперимента на грызунах – и в течение месяца они могли наблюдать в режиме реального времени, что делали нейроны, пока у мыши формировались и сохранялись воспоминания.
Предполагается, что определенные группы нейронов в мозге возбуждаются, когда формируется воспоминание, и что те же самые клетки активируются снова, когда вспоминается тот же момент или событие. Однако в обоих экспериментах исследователи обнаружили, что разные группы нейронов срабатывали каждый день, когда ученые вызывали у мышей воспоминание.
В течение нескольких дней после того, как у мышей сформировалось воспоминание, ученые смогли обнаружить небольшую группу клеток, которые перекрывали друг друга или постоянно генерировали мРНК Arc каждый день в области ретросплениальной коры (RSC) головного мозга. Исследователи полагают, что эта зона отвечает за долгосрочное хранение этой памяти.
«Наше исследование касается генерации и извлечения воспоминаний, — отмечают авторы исследования. – Если мы сможем понять, как это происходит, это поможет нам в понимании болезни Альцгеймера и других заболеваний, связанных с памятью. Возможно, люди с болезнью Альцгеймера все еще где-то хранят воспоминания — они просто не могут их восстановить. Так что в очень долгосрочной перспективе это исследование может позволить нам победить эти болезни».
[Фото: HYE YOON PARK, UNIVERSITY OF MINNESOTA TWIN CITIES]
