RGS14 – «ген Гомера Симпсона»
Улучшить память позволит удаление лишних генов
Алексей Тимошенко, GZT.RU
Нейробиологи обнаружили ген, отключение которого резко улучшило способность к обучению и формированию новой памяти. Правда, проверили это пока только на мышах.
Работа, описывающая результат манипуляций ученых с геном RGS14, появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Исследователи обнаружили, что трансгенные мыши с неработоспособным вариантом этого гена лучше ориентируются в лабиринтах и запоминают новые объекты.
В некоторых других задачах полученные учеными мутанты продемонстрировали схожие с обычными грызунами способности, а изучение мозга животных показало, что эффекты удаления RGS14 ограничены сравнительно небольшим участком мозга. Тем, который среди всего прочего отвечает именно за память, прежде всего пространственную. А кроме того – еще и за закрепление воспоминаний, переход от кратковременной памяти к долговременной.
Ген-заглушка
Ген RGS14 исследователи в шутку назвали «геном Гомера Симпсона», по персонажу едва ли не культового мультсериала с туповатым главным героем. Его активность, то есть синтез соответствующего белка, в клетках гиппокампа приводит к подавлению процессов нейрональной пластичности.
Упрощенная схема части внутриклеточных механизмов,
ответственных за обучение и память.
Нейрональной пластичностью нейробиологи называют способность клетки меняться после прихода в нее нервного импульса, причем меняться надолго. Например, в области синапсов, контактов с другими нейронами, могут возникать дополнительные рецепторы, ответственные за передачу нервных импульсов. В клетке после получения ею сигнала активизируется работа определенных генов (так называемых «ранних генов», включающихся в первый час), и все эти явления пока что изучены далеко не полностью.
Обучение и восстановление клеток
Спустя сутки после помещения животного в непривычную для него обстановку или новый лабиринт биологи обнаруживали и появление новых нейронов. Этот феномен, называемый нейрогенезом, давно (с 1992 года) поставил крест на расхожем утверждении о том, что нервные клетки не восстанавливаются.
Хотя взрослые нейроны сами по себе, скорее всего, делиться не могут, на место погибших заступают клетки, сформированные из нейробластов, чья популяция поддерживается за счет деления.
Белок, который кодируется геном RGS14, активен в небольшой части гиппокампа, структуры ответственной сразу за несколько функций, из которых особо выделяется память и ориентация в пространстве. В поле CA2 гиппокампа, как показал до этого целый ряд исследований, происходят также процессы перехода памяти из краткосрочной памяти в долговременную – называемые просто консолидацией памяти.
Консолидация и сверхспособности
Значительная часть того, что мы видим, сохраняется в кратковременной памяти – например, вы при чтении этого текста всегда будете помнить как минимум два-три последних слова. Но очень быстро большая доля информации отсеивается, а спустя несколько дней остается и того меньше – причем, судя по наблюдениям и опытам врачей и ученых, остается в совершенно иной форме.
Классический эксперимент Германа Эббингауза с заучиванием слов не просто стал началом психологии как науки (1885 год).
Он показал, как именно происходит со временем забывание и что в первые сутки после обучения
процесс консолидации памяти наиболее активен.
Человек, лишенный гиппокампа после неудачной операции (эту часть мозга удалили из-за тяжелейших эпилептических приступов), потерял способность запоминать, но остался при своей памяти. Он помнил, что с ним было до операции, но мог часами читать одну и ту же газету, абсолютно забывая текст после прочтения. Его консолидация памяти не работала вовсе – а вот у подопытных грызунов с отключенным «геном-тормозом», консолидация улучшилась.
Почему у нас этого нет?
Некоторые люди публично демонстрируют феноменальную память – запоминая, к примеру, 30 млн цифр. Если эти цифры написать на миллиметровке, по одной в каждой клеточке, то полученного листа хватит на оклейку обоями небольшой комнаты, вместе с потолком.
Если ген RGS14 лишь замедляет работу мозга, то почему он есть как у мышей, так и у людей? Не поможет ли в будущем генная инженерия избавиться от этого тормоза, подарив возможность, к примеру, наизусть запоминать текст после первого же прочтения?
Ответов на эти вопросы пока нет. Есть лишь несколько соображений, которые можно высказать на основе различных исследовательских работ – хотя и их пока не так много, поисковая система PubMed по запросу вида «обучение + RGS14» дает всего три статьи (против 946 для гена c-fos, одного из наиболее известных «генов обучения»).
Можно, например, предположить, что подавление излишней активности в гиппокампе страхует нейроны от каких-либо патологических изменений. Болезни Альцгеймера и Паркинсона (и еще ряд других, менее известных) связаны с гибелью нервных клеток, их природа пока неясна – а опыты с мутантными мышами сразу пагубные эффекты отключения гена могут и не показать.
А может, снижение активности в гиппокампе позволяет лучше фильтровать то, что направляется в долговременную память: и жить, помня намного больше обычного, окажется далеко не проще. Новые опыты, новые генетические модификации грызунов и новые подходы к исследованиям вполне могут пролить свет на роль гена RGS14 в обучении.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
13.10.2010