В 1950-е годы биохимики сходили с ума от РНК

В 1950-е годы биохимики сходили с ума от РНК. Казалось, они нашли физическую субстанцию памяти. Всё сходилось: в клетках, активно производящих белок, концентрация рибонуклеиновой кислоты была высокой. Но настоящий сюрприз ждал в мозге. Нейроны не делятся и не выделяют белковый секрет, однако РНК в них было больше всего. Зачем? Шведский невролог Холгер Хиден решил это выяснить.

Хиден обучал крыс сложным навыкам, например, хождению по проволоке. Его анализ показал: в нейронах «обучающихся» крыс содержание РНК было на 12% выше, чем у их спокойных сородичей. Налицо была прямая связь с обучением, а значит — и с запоминанием. Возникла смелая гипотеза: воспоминания хранятся в виде молекул РНК. Логика казалась железной. Молекула РНК — это цепочка из четырёх типов «звеньев». Комбинаций этих звеньев в длинной цепи невообразимо много, их хватило бы, чтобы закодировать каждый жизненный опыт.

Эта элегантная теория, однако, разбилась о суровую биологическую реальность. Для памяти, записанной в молекуле, нужен механизм её «чтения». Такого аппарата в синапсах найдено не было. Ключевой удар нанесли неудачные попытки переноса памяти. Эксперименты, где необученным животным пытались «передать» память обученных через инъекции РНК, не выдержали проверки на воспроизводимость. Истинный носитель памяти нашли в другом месте.

Оказалось, что память живёт не в молекулах-одиночках, а в связях между нейронами. Долговременное воспоминание — это стойкое изменение силы синапса, укрепление одних нейронных путей и ослабление других. Для этого строительства нужны новые белки. И вот здесь-то и кроется разгадка открытия Хидена. Высокий уровень РНК в нейронах — не библиотека воспоминаний, а признак кипучей стройки.

Мозг, который учится, запускает экспрессию тысяч генов. РНК, в особенности матричная РНК, служит чертежом для синтеза белков, необходимых для роста синапсов. Более того, нейрон может доставлять эти «чертежи» РНК прямо к тем синапсам, которые участвуют в обучении, и синтезировать белки на месте. Так количество РНК отражает не хранимую информацию, а интенсивность работы по перестройке нейронной сети.

Так что же открыл Хиден? Он обнаружил не хранилище памяти, а её мастерскую. Его работа стала важнейшей вехой, указавшей на фундаментальный биохимический сдвиг в нейронах при обучении. РНК — это не кристалл памяти, а динамичный и шумный инструмент, с помощью которого геном нейрона возводит архитектуру нашего прошлого опыта.

Источник: vk.com

Комментарии: