Гени пам’яті

Кому незнайома розхожа "мудрість": не хвилюйся - нервові клітини не відновлюються. А виявляється, їм і не треба відновлюватися. Скільки живе людина, стільки живуть і її нервові клітини, причому вони і тільки вони мають здатність зберігати сліди різних подій його життя з самого дитинства.

Так, нервові клітини не гинуть, але їхній склад постійно оновлюється. Десь за місяць у них уже інші білки. Обновилися молекули, а пам'ять збереглася. Яким чином? Вся річ у генах пам'яті!

З цього найцікавішого питання розпочалася наша розмова з К.В. АНОХІНИМ, доктором медичних наук, керівником лабораторії молекулярної нейробіології НДІ нормальної фізіології імені П.К.Анохіна РАМН.

Костянтин Володимирович – молодий доктор наук, захистив дисертацію кілька років тому у 36-річному віці. Але за результатами досліджень очолюваної ним лабораторії з цікавістю стежать багато фізіологів світу.

- Питання як, як нервова клітина так довго зберігає слід пам'яті, підказували і ймовірна відповідь. Єдиний вид молекул у клітині, які гарантують нашу індивідуальність, – це ДНК. Завдяки ній ми ті, хто ми є. Років 30 тому фізіологи висунули гіпотезу, що набута, а не лише спадкова пам'ять має відкладатися та зберігатися в молекулах ДНК. Адже лише частина її - геном (сукупність генів, що містяться в одинарному наборі хромосом даного організму) - не змінюється, решта оновлюється. Гіпотезі знайшли і непрямі докази. Наприклад, виявлено, що коли тварина щось запам'ятовує, генетичний апарат активізується і якісь гени починають виробляти білки. Але які гени?

У кожній клітині частина генів мовчить. Ті, що активізувалися під впливом навчання, - це "мовчуни" абовже працювали раніше, але тільки в іншій іпостасі? Наприкінці 60-х років фізіологи і наші та інших країн робили чимало спроб відповісти на ці питання. На жаль, інтерес незабаром захлинувся - не було ще досить розвинених методів вивчення генетичного апарату. Це зараз молекулярна біологія - конкретна наука, з генною інженерією, клонуванням генів. А тоді вчені зайнялися доступнішими проблемами, дослідження ж механізму пам'яті зупинилися років на 10.

- Якими шляхами ви дійшли цієї проблеми, адже вона спочатку не обіцяла швидких результатів?

- Тут треба віддати належне директору нашого інституту, академіку РАМН Костянтину Вікторовичу Судакову. Його давно цікавила ця тема, і він захопив мене нею після захисту кандидатської дисертації у 1984 році. На той час з'явилася і фундаментальна база для плідної зустрічі науки про мозок та молекулярну біологію.

З кількома співробітниками лабораторії відомого молекулярного біолога академіка Г.П.Георгієва та лабораторії Інституту молекулярної генетики АН ми об'єдналися та почали працювати.

- Пошук - це і розпливчастість первинного задуму та глухого кута. Чи були вони у вас?

– Навіть не один. Головне завдання, яке мене цікавило, - знайти гени, що включаються, коли клітина отримує нове знання, запам'ятовує нову ситуацію. Жодного, який безпосередньо відповідав формування сліду пам'яті і тільки це, знайти зірвалася. Тоді наші надії зосередилися на тому, щоб визначити гени-сумісники, які поряд з іншими виконують і функції генів пам'яті.

До успіху призвела перевірка дивної на перший погляд гіпотези. Ми припустили, що ними може бути певна родина генів, яка спочатку розглядалася як активний учасник ракового процесу.

Напевно, всі чули про онкогени. Коли вірус захоплює деякі гени і переносить їх з однієї клітини до іншої, починається її неконтрольований поділ, росте пухлина. Але віруси – це вже патологія, порушення нормального процесу. А яку роль виконують гени – прабатьки онкогенів, чи, як їх називають, протоонкогени у нормальних умовах? Навіщо вони потрібні?

Декілька протоонкогенів - і це було вже відомо - контролюють процес росту та диференціювання клітин. На думку, що саме вони виступають і в іншій ролі, беручи участь у формуванні сліду пам'яті, мене наштовхнула дуже стара, відома ще в минулому столітті теорія, яка вважає, що навчання мозку - це не що інше, як продовження його розвитку та диференціювання.

Між розвитком, удосконаленням нервової системи та накопиченням пам'яті є явний зв'язок. І свої загадки: нас, наприклад, продовжує дивувати той факт, що зі зростанням дитини, з формуванням особистості збільшується маса мозкової речовини за тієї ж кількості нервових клітин. Чи не можуть ці процеси мати загальний молекулярний механізм, використовувати ті самі гени?

Десь після 1986 року ми вибралися на дорогу. Дослідивши набір протоонкогенів, визначили декілька з них, які включаються до нервової клітини в момент запам'ятовування нової інформації. Ми були першими у світі, хто виявив гени, що активізуються в мозку в момент запам'ятовування та навчання.

Тут правомірні два питання. А чи справді ці кілька генів пов'язані із запам'ятовуванням? І що ці гени роблять, у чому полягає їхня функція?

Дослідження різних тварин (курчат, мишей, щурів, кошенят) у різних ситуаціях підтвердили, що ці гени є універсальною ланкою процесу запам'ятовування щоразу, коли тварина стикалася з чимось новим. Вони включалисятільки при формуванні сліду пам'яті і практично не реагували за будь-якої іншої активності.

На друге запитання відповіли вже не ми. Почасти тому, що звістка про наше відкриття підхльоснула роботи, що ведуть у лабораторіях різних країн, частково через наростаючий інтерес до проблеми молекулярної нейробіології.

Так чи інакше зараз вже точно відомо, що гени, які працюють у момент формування пам'яті (їх називають "ранніми"), передаючи сигнали від мембрани нейрона до ядра, кодують специфічні білки - транскрипційні фактори, які запускають другу хвилю експресії генів ("пізні") гени). І вони змінюють всю програму роботи нервових клітин. Вони з'являються модифікації, пов'язані з довгостроковим зберіганням слідів пам'яті.

Отже, запуск нових генетичних програм нервової клітини і є вдосконалення мозку. І даний двофазний механізм залучення генетичного апарату нервових клітин у формування пам'яті споріднений з механізмом дії генів під час клітинного росту та диференціювання.

- Що нового можна отримати з цього знання для науки та медицини?

- Фундаментальні дослідження дали багато для розуміння молекулярних механізмів пам'яті та виходу на нові шляхи у пізнанні мозку. З'явилася можливість використовувати "ранні" гени як інструмент для з'ясування механізмів передачі сигналів від мембрани до генома, а також пошуку "пізніх" генів, що активізуються в нейронах під час консолідації пам'яті. Крім того, експресія "ранніх" генів може бути використана як молекулярний маркер для виявлення областей та зон мозку, що залучаються до пластичних перебудов при навчанні. Отже, сподіваюся, у найближчі десять років ми зможемо зрозуміти, як записується та зберігається пам'ять у нервових клітинах.

До речі, зараз ми створюємо атлас"слідів пам'яті в мозку" - унікальне зібрання стереоскопічних карт мозку, що зображують ділянки, що служать ніби коморами всього життєвого досвіду живої істоти. Цю об'ємну комп'ютерну реконструкцію мозку, що проводиться за допомогою ДНК-зондів, ми виконуємо в рамках спільної з англійцями та голландцями програми "Нейроген". Думаю, що не за горами час, коли вчені точно знатимуть, де в нашому мозку зберігаються спогади про дитинство, музику, перше кохання.

Виявлення "генів пам'яті" має значення для медицини. Поки що для експериментальної. Але давайте пофантазуємо. Скажімо, потрапила людина в екстремальну ситуацію: автомобільна катастрофа, нещасний випадок із близькими, тяжкі пологи. Його нервова система не справляється зі стресом, у його пам'яті постійно прокручуються страшні картини, розвивається невроз.

Якби ми могли вплинути на гени, що формують сліди пам'яті в геномі, ми б стерли джерело невротичного стану. І на молекулярної біології з'являються методи, дозволяють вибірково вимикати роботу окремих генів. Наразі вже є підстави для нових підходів до спрямованого пошуку фармакологічних засобів, що впливають на функції нервової системи через дію на генетичний апарат нервової клітини.

- Костянтине Володимировичу, ви згадали спільну програму "Нейроген". Розкажіть про це трохи докладніше.

- З відомим не лише в Англії нейрофізіологом Стівеном Роузом ми співпрацюємо вже кілька років. Свого часу, детально ознайомившись із роботою нашого інституту, він виступив із ініціативою об'єднання досліджень. Два роки тому українською Академією медичних наук та Королівським науковим товариством Великобританії було створено об'єднану російсько-британську лабораторію нейробіології пам'яті. Йде інтенсивний обмінспівробітниками, на "робочих місцях" вони продовжують дослідження з загальних тем, не гаючи часу, без проблем, пов'язаних з обладнанням, фінансуванням. Минулого року до нашого проекту приєднався відомий вчений голландський Вільям Гіспен. По суті зараз ми стали частиною загальноєвропейського проекту дослідження механізмів пам'яті, який об'єднує 5 провідних лабораторій Європи.

Ну, крім спільних досліджень, ми продовжуємо і свої. Зокрема, цікаві перспективи у проблеми боротьби з залежністю від алкоголю і наркотиків, що розробляється. Ми перевіряємо, чи не можуть ті ж гени, які ми знайшли під час навчання, брати участь і у формуванні наркотичної залежності? Тоді, якщо заблокувати такі гени, це придушить відповідь геному, отже, не сформується чи перерветься залежність.

– Наскільки мені відомо, цю роботу ви робите спільно з вченими українського наркологічного центру, де працює ваша мати, член-кореспондент РАМН Ірина Петрівна Анохіна. А взагалі полегшує чи ускладнює вам життя ваше прізвище? Адже й інститут, де ви працюєте, має ім'я вашого діда, видатного фізіолога Петра Кузьмича Анохіна.

- У будь-якому разі я присвятив би своє життя науці про мозок. А прізвище? Для мене вона багато важить. І насамперед підтримує неослабне почуття відповідальності перед нею, дає моральний зразок відданості науці. Не знаю, може, це надто високі слова. Але ці поняття мені не байдужі.

- Ось ми говорили з вами про перспективи впливу на "гени пам'яті", втручання у найтонші механізми життєдіяльності клітини. А я прокручую в умі епізоди фантастичних книг про "зомбі", чутки про психотропну зброю, картини масового телегіпнозу. Страшно.

- Мені не хотілося б говорити на цю тему між іншим. Тут занадтобагато проблем, і не стільки наукових, скільки моральних. Напевно, це предмет окремої серйозної розмови. Але наш обов'язок, обов'язок вчених у тому, щоб робити посильний внесок у скарбничку загальнолюдських знань.

Здоровий сон

Здоровий сон важливий у житті, від нього залежить, наскільки здоров'я, успішність, результативність, енергійність. На жаль, люди, які живуть у.

"Здоровий сонЯк поліпшити пам'ять

З розвитком технологій все більше і більше молодих людей мають проблеми з пам'яттю, а все тому, що багато розумових процесів ми тепер довіряємо комп'ютерам і.

Як покращити пам'ятьЯк позбутися целюліту в домашніх умовах

Для багатьох дівчат термін "апельсинова кірка" анітрохи не пов'язаний із цитрусовими – це велика проблема для будь-якої представниці прекрасної статі, яка хвилює їх протягом багатьох.

Як позбутися целюліту в домашніх умовахЯк тренувати пам'ять

Способів тренувати пам'ять на сьогоднішній день досить багато. Хороша пам'ять – це показник правильної роботи мозку. Пам'ять має такий.

У вас виникла ідея завести в хаті пташку. Прекрасно! Але спершу постарайтеся відповісти собі на запитання: навіщо? Чи так потрібна вам у домі жива.

"Людина не має права робити із себе здорового слона або тигра, головна мета його життя - духовна еволюція". В. Караваєв

Починаючи з 90-х років у практиці стоматологів країн Західної Європи та США стала все більш активно застосовуватися абсолютно нова технологія, яка ґрунтується на з'єднанні.

Насправді, у звичайній обстановці дія магнітного поля практично не відчувається. І це породжує певний скепсис щодо нього.

Про що говорить особа людини

На особі кожної людини чітко написані його історія, її симпатії та антипатії. Все найпотаємніше виходить на світ, кожен може це прочитати, але це зрозуміти.

">Про що говорить обличчя людиниПсихологічний тест "геометричні фігури"

А чи ви чули, що за допомогою геометричних фігур можна визначити тип особистості людини?

"Система КараваєваФізичне та психічне здоров'я

Для людини фізичне та психічне здоров'я дає можливість чогось досягти у житті. Психічно та фізично здорова людина затребувана.