Воспоминания, эти неуловимые фрагменты нашего опыта, не являются абстрактными понятиями, а сложным образом генерируются на молекулярном уровне в клетках нашего мозга. Этот сложный процесс включает взаимодействия между важнейшими белками в специфических клеточных пространствах. Дисфункция на этом уровне может иметь серьезные поведенческие последствия.
Ca 2+/кальмодулинзависимая протеинкиназа II, известная как CaMKII, является ключевым ферментом в обучении и памяти. Считается, что его накопление в синапсах, соединениях между клетками мозга, укрепляет новые связи и кодирует долговременные воспоминания.
Другим ключевым участником памяти является оксид азота (NO). Нетипичный для нейротрансмиттера, NO не накапливается в везикулах и не высвобождается при деполяризации мембраны. Вместо этого, после синтеза, этот вторичный мессенджер без усилий проникает через клеточные мембраны, стимулируя процессы памяти в близлежащих клетках. NO влияет на нейронные белки, такие как CaMKII, присоединяясь к специфическим аминокислотам, таким как цистеин, образуя связь, известную как S-нитрозилирование.
В своей новой публикации Science Signaling Румиан и др. ученые описывают, как снижение когнитивных способностей с возрастом может отражаться на молекулярном уровне с нарушениями CaMKII и ОТСУТСТВИЕМ активности.
В этом недавнем исследовании ученые сконструировали модель мыши, которая имитировала низкое нитрозилирование в двух разных участках белка CaMKII. Целью этой модели было исследовать последствия низких уровней нитрозилирования для синаптической функции и памяти.
У мышей с низким уровнем S-нитрозилирования CaMKII была нарушена пространственная память, и нейронные реакции проявлялись так же, как у пожилых мышей. Правильные уровни нитрозилирования, по-видимому, имеют решающее значение для поддержания накопления CaMKII в активных синапсах для формирования памяти.
Эти результаты дополняют предыдущие исследования, посвященные изучению фермента, ответственного за расщепление и метаболизм оксида азота. Было высказано предположение, что усиление сигнальных путей NO может спасти от когнитивных нарушений, выделяя ферменты NO в качестве потенциальной мишени для лечения возрастных нарушений умственного развития.
Поскольку мы продолжаем разгадывать тайны возрастной памяти, это исследование приближает нас к пониманию возрастных проблем с памятью и способов воздействия на ответственные клеточные процессы.