Обучение и память зависят от правильной обработки сигналов, которые стимулируют нейронные клетки в головном мозге. Исследователи из Biozentrum Базельского университета вместе с международной командой ученых обнаружили важную роль белка коронина 1 в познании и поведении. Они обнаружили, что недостаток коронина 1 у мышей и людей связан с плохой памятью, неполноценным обучением и агрессивным поведением. Результаты, недавно опубликованные в журнале PLOS Biology, определяют новый фактор риска нейроповеденческой дисфункции и раскрывают молекулярный путь, участвующий в передаче информации внутри нейронов.
Организмы должны уметь воспринимать сигналы извне и преобразовывать их в биохимические сигналы, чтобы адекватно реагировать на окружающую среду. Эта способность также требуется для обработки информации, которая достигает мозга. Внутри мозга стимуляция нейронов активирует гены, которые необходимы, например, для обучения и памяти. В сотрудничестве с международной и междисциплинарной командой исследовательская группа под руководством проф. Джин Питерс из Biozentrum Базельского университета открыла роль эволюционно консервативного белка, называемого коронином 1, в обеспечении связи между внеклеточным стимулом и активацией нейронов, что в конечном итоге приводит к эффективному обучению и памяти как у мышей, так и у мужчин.
От иммунной системы к мозгу
В более ранней работе команда Питерса обнаружила, что белок коронин 1 необходим для правильной передачи сигналов в иммунных клетках. У мышей, лишенных коронина 1, исследователи дополнительно исследовали молекулярный механизм. Удивительно, но эти мыши показали аномальное поведение. В частности, мыши, лишенные коронина 1, оказались гораздо более агрессивными и проявляли крайнюю активность в уходе за собой, что свидетельствует о пониженной общительности. Углубленный анализ, проведенный в сотрудничестве с учеными из Института Фридриха Мишера в Базеле и Университета Бордо, выявил серьезные проблемы с обучением и поведением, а также серьезные дефекты способности активировать нейроны в отсутствие коронина 1.
Активация сигнального каскада
Но как коронин 1 обеспечивает правильное нейроповеденческое функционирование?? Обычно стимуляция клеточной поверхности приводит к активации внутриклеточного каскада реакций и, в конечном итоге, стимулирует выработку сигнальной молекулы цАМФ, которая затем активирует ряд процессов, включая транскрипцию гена, участвующего в нейроповедении. "Мы обнаружили, что в отсутствие коронина 1 стимуляция клеточной поверхности приводит к нарушению продукции цАМФ", объясняет Питерс. "Это, в свою очередь, влияет на передачу сигнала, которая в конечном итоге отвечает за дефицит обучения и формирования памяти."
О мышах и людях
Кроме того, исследователи проанализировали историю болезни пациента, у которого отсутствовал коронин 1 из-за мутации: оказалось, что у этого пациента наблюдались дефекты обучения и агрессивное поведение. В этом исследовании Питерс и его сотрудники по проекту не только определяют решающую роль коронина 1 в познании и поведении, но также раскрывают зависимый от коронина 1 сигнальный путь, который можно изучить как на предмет потенциальных факторов риска, так и на предмет будущих вмешательств для модуляции нейроповеденческих функций. дисфункция.