Учёные переместили память от одного существа другому

15.05.2018

Биологи Лос-Анджелеса сообщают, что они перенесли память одной морской улитки в другую, создав искусственную память, путем инъекции РНК из одного существа другому.

Это исследование может привести к новым способам уменьшить травму болезненных воспоминаний с помощью РНК и восстановить утраченные воспоминания.

«Я думаю, что в недалеком будущем мы могли бы использовать РНК для лечения эффектов болезни Альцгеймера или посттравматического стрессового расстройства», – сказал Дэвид Гланцман, старший автор исследования, и профессор интегративной биологии и физиологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и нейробиологии. Исследование группы опубликовано 14 мая в eNeuro.

РНК или рибонуклеиновая кислота широко известна как клеточный мессенджер, который кодирует белки и выполняет инструкции ДНК в других частях клетки. В настоящее время понимаются другие важные функции, помимо кодирования белка, включая регуляцию различных клеточных процессов, участвующих в развитии и болезни.

Исследователи воздействовали электрическии током на морскую улитку под названием Aplysia. Улитки получили пять ударов током, один раз каждые 20 минут, а затем ещё пять часов спустя. Удар усиливает оборонительный рефлекс улитки, ответ, который она отображает для защиты от потенциального вреда. Когда исследователи впоследствии дотрагивались до улиток, они обнаружили, что те, кто подвергался ударам тока, показали защитное сокращение, которое длилось в среднем 50 секунд, простой вид обучения, известный как «сенсибилизация». У тех, кто не получал ударов током, сокращение длилось только около одной секунды.

Ученые извлекли РНК из нервных систем морских улиток, которые получили удары током на следующий день после второй серии ударов, а также из морских улиток, которые не получили никаких ударов. Затем РНК из первой (сенсибилизированной) группы вводили в семь морских улиток, которые не получали никаких ударов, а РНК из второй группы вводили в контрольную группу из семи других улиток, которые также не получали никаких ударов.

Примечательно, что ученые обнаружили, что семь из получивших РНК улиток, которые были подвержены ударам тока, вели себя так, как будто они сами получили удары тока: у них было защитное сокращение, которое продолжалось в среднем около 40 секунд.

«Это как если бы мы перенесли память», – сказал Глэнзман, который также является членом Института исследований мозга в Лос-Анджелесе.

Как и ожидалось, контрольная группа улиток не показывала длительное сокращение.

Затем исследователи добавили РНК в чаши Петри, содержащие нейроны, извлеченные из разных улиток, которые не подвергались  электрошоку. В некоторых чашах была РНК морских улиток, которые получили электрические удары, а некоторые чаши содержали РНК улиток, которые не подвергались шоку. Некоторые из чаш содержали сенсорные нейроны, а другие содержали моторные нейроны, которые в улитке отвечают за рефлекс.

Когда морская улитка получает электрические удары, ее сенсорные нейроны становятся более возбудительными. Интересно, что исследователи обнаружили, что добавление РНК улиток, получивших шок, также вызывало повышенную возбудимость в сенсорных нейронах в чаше Петри. Добавление РНК морской улитки, которая не подвергалась ударам тока, не вызывало этой повышенной возбудимости в сенсорных нейронах.

В области нейронауки долгое время считалось, что воспоминания хранятся в синапсах. (Каждый нейрон имеет несколько тысяч синапсов.) Гланцман придерживается другого мнения, полагая, что воспоминания хранятся в ядре нейронов.

«Если бы воспоминания хранились в синапсах, то наш эксперимент не сработал бы», – сказал Гланцман, добавив, что морская улитка – отличная модель для изучения мозга и памяти.

«Теперь ученые больше знают о клеточной биологии этой простой формы обучения в этом животном, чем о любой другой форме обучения в любом другом организме, – сказал Гланцман, –  Клеточные и молекулярные процессы кажутся очень похожими у морской улитки и людей, хотя у улитки около 20 000 нейронов в центральной нервной системе, а у людей, как считается, около 100 миллиардов».

В будущем, сказал Гланцман, вполне возможно, что РНК может быть использована для восстановления воспоминаний, которые были утеряны на ранних стадиях болезни Альцгеймера.

Существует много видов РНК, и в будущих исследованиях Гланцман хочет идентифицировать типы РНК, которые могут быть использованы для передачи воспоминаний.