Создание воспоминаний с помощью актина

Воспоминания не состоят из актиновых филаментов. Но их сборка критически важна для долговременной потенциации (LTP) — усиления чувствительности синапса, которое, как полагают исследователи, помогает формировать воспоминания. В выпуске Journal of Cell Biology от 13 июля 2009 года Рекс и соавт. показывают, что реорганизация актина при LTP происходит в две стадии, контролируемые разными сигнальными путями. Это открытие помогает объяснить, почему новые воспоминания легко кодировать, но трудно удержать.

Нейробиологи считают, что процесс LTP, при котором синапс становится более эффективным после повторной стимуляции, лежит в основе формирования и стабилизации новых воспоминаний. LTP включает изменения в анатомии синапсов и дендритных шипиков, процесс, который зависит от реорганизации опорного актинового цитоскелета. Однако механизмы контроля этих изменений были неизвестны.

Рекс и коллеги исследовали этот вопрос, обрабатывая срезы гиппокампа крысы аденозином — естественным сигналом, подавляющим LTP. Команда обнаружила, что аденозин предотвращает фосфорилирование и инактивацию кофилина — ингибитора сборки актиновых филаментов. Участие кофилина, в свою очередь, указывает на сигнальные каскады под управлением GTPаз, такие как пути RhoA-ROCK и Rac-PAK. Исследователи показали, что ингибитор ROCK останавливал полимеризацию актина и приводил к кратковременной LTP. Соединение, блокирующее Rac, эффекта не оказывало.

Однако это не означает, что путь Rac-PAK не участвует в LTP. Команда обнаружила, что ингибитор Rac продлевал уязвимость клеток к молекуле, предотвращающей стабилизацию новых актиновых филаментов. Этот результат позволил авторам заключить, что два пути оказывают свои эффекты в разные моменты времени. Путь Rho-ROCK инициирует цитоскелетные изменения при LTP, а путь Rac-PAK закрепляет их, чтобы повышенная чувствительность синапса могла сохраняться. Исследователи выдвигают гипотезу, что один путь кодирует воспоминания, а другой обеспечивает их сохранение.

Дополнительная информация: Rex, C.S., et al. 2009. J. Cell Biol. doi:10.1083/jcb.200901084. www.jcb.org

Источник: Rockefeller University (news : web)