Представления на вечеринке, кажется, идут в одно ухо и выходят из другого. Однако, если вы встретите кого-то два или три раза во время вечеринки, вы с большей вероятностью запомните его или ее имя. Ваш мозг взял кратковременную память – введение – и преобразовал ее в долговременную. Молекулярным ключом к этой активности является mTORC2 (мишень рапамицинового комплекса 2 у млекопитающих), согласно исследователям из Медицинского колледжа Бейлора в статье, опубликованной в журнале Nature Neuroscience.
"Консолидация памяти – фундаментальный процесс," сказал доктор. Мауро Коста-Маттиоли, доцент кафедры нейробиологии BCM и автор-корреспондент отчета. "Воспоминания в центре нашей идентичности. Они позволяют запоминать людей, места и события на долгое время, даже на всю жизнь. Понимание точного механизма, с помощью которого воспоминания сохраняются в мозгу, приведет к разработке новых методов лечения состояний, связанных с потерей памяти".
В течение последних пяти десятилетий нейробиологи знали, что создание долговременных воспоминаний зависит от способности клеток мозга (нейронов) синтезировать новые белки. В своих исследованиях Коста-Маттиоли и его коллеги обнаружили новый механизм, с помощью которого воспоминания сохраняются в мозгу. Недавно открытый mTORC2 регулирует формирование памяти путем модуляции актиновых волокон, важного компонента архитектурной структуры нейрона.
"Эти актиновые волокна обеспечивают долговременные изменения синаптической силы и, в конечном итоге, долговременные воспоминания," сказал Вэй Хуанг, аспирант BCM и первый автор исследования.
Используя генно-инженерных мышей, исследователи обнаружили, что отключение mTORC2 в гиппокампе (критическая область, необходимая для формирования памяти) и окружающих областях позволяет животным иметь нормальную кратковременную память, но не дает им формировать долговременную память. Подобно пациентам-людям с травмой гиппокампа, эти мутантные мыши больше не могли формировать новые долговременные воспоминания.
Согласно выводам Коста-Маттиоли, роль mTORC2 эволюционно сохраняется и, вероятно, актуальна для людей. Как и мыши с дефицитом mTORC2, у плодовых мушек, лишенных TORC2, обнаруживаются дефекты долговременной памяти.
"Учитывая, что мухи и мыши в последний раз имели общего предка 500 миллионов лет назад, это весьма примечательно и говорит о том, что функция mTORC2 в регуляции памяти действительно сохраняется," сказал доктор. Грегг Роман, директор Института биологии поведения при Хьюстонском университете, который участвовал в экспериментах с мухами.
Святой Грааль нейробиологии памяти и, в определенной степени, усилий отрасли по созданию "умный наркотик," По словам Коста-Маттиоли, это была идентификация молекул, которые способствуют формированию долговременной памяти. "Поэтому мы задавались вопросом, можем ли мы, включив mTORC2 или даже саму полимеризацию актина, легче формировать долговременные воспоминания," сказал доктор. Пин Цзюнь Чжу, доцент кафедры неврологии в BCM, соавтор и старший научный сотрудник лаборатории Коста-Маттиоли.
Команда определила небольшую молекулу (лекарство), которая, активируя mTORC2 и, следовательно, полимеризацию актина, увеличивает не только синаптическую силу между нервными клетками, но и формирование долговременной памяти. Кроме того, авторы обнаружили, что при прямом стимулировании полимеризации актина с помощью второго препарата долговременная память создается легче.
Команда Коста-Маттиоли определила два препарата, улучшающих память, но могут ли они улучшить память у людей?? Возможно, еще рано говорить.
Хуанг сказал, "Насколько нам известно, mTORC2 действительно является новой потенциальной мишенью для терапевтического лечения заболеваний человека. Я предсказываю, что в ближайшие несколько лет мы увидим множество исследований, посвященных mTORC2 в качестве цели."
Краткосрочные цели Коста-Маттиоли – выявить когнитивные расстройства человека, при которых активность mTORC2 является дисфункциональной, и посмотреть, может ли его восстановление вернуться к нормальной нарушенной функции памяти при старении или даже при болезни Альцгеймера. Но одна малая молекула может не справиться с этой задачей. Подобно лечению ВИЧ или рака, он считает, что для эффективного лечения когнитивных расстройств потребуется комбинация небольших молекул, улучшающих различные аспекты формирования памяти.
"Мы должны начать думать об эффективном «коктейле памяти», а не об одной «таблетке памяти».’Одной молекулы может быть недостаточно. Возможно, нам еще далеко до решительного лечения, но я верю, что мы определенно на правильном пути," он сказал.
В этой работе также приняли участие Хунги Чжоу, Лоредана Стойка и Маурисио Галиано, все из BCM, Крешимир Крневич из Университета Макгилла в Монреале, Канада; и Шисин Чжан из Хьюстонского университета.