Интеллектом и крепкой памятью человечество обязано «вирусным» белкам

Понимание того, что вирусоподобные белки могут являться основой клеточной коммуникации в головном мозге, может изменить наше представление о формировании воспоминаний.

Как выяснили неврологи из Университета штата Юта, белок, называемый Arc, обладает свойствами, подобным тем, что используются вирусами для заражения клеток-хозяев. Примечательно, что Arc образовался совершенно случайно – в результате эволюционного события, произошедшего сотни миллионов лет назад.

Arc привлек внимание исследователей, когда они подметили его способность собираться в большие структуры – капсиды, сильно напоминающие ретровирусы вроде ВИЧ. В то время им не было известно о молекулярной функции или эволюционной истории Arc, и понадобилось 15 лет, чтобы окончательно выяснить все секреты этого интригующего протеина.

Предварительные испытания показали, что мыши, лишенные Arc, забывают о вещах, которые они изучали всего за 24 часа до этого. Кроме того, их мозг был лишен пластичности, то есть не накапливал новые знания и навыки.

Дальнейшее наблюдение необычной склонности Arc к формированию вирусо-подобных структур побудило авторов тщательно изучить последовательность белка свежим взглядом – оказалось, что некоторые области его кода аналогичны областям кода вирусных капсидов. Как важный инструмент распространения вирусной инфекции, капсиды переносят генетическую информацию вируса из клетки в клетку внутри его «жертвы».

Учитывая то, что Arc и выглядит как вирусный белок, ученые разработали ряд экспериментов, чтобы проверить, действует ли он так же, как вирус. Сначала они выяснили, что копии Arc самоорганизуются в полые вирусоподобные капсиды и закрывают свой собственный генетический материал (в данном случае мРНК) внутри. Когда ученые добавили in vitro эти капсиды в нейроны мыши, Arc перенес свой генетический в клетки мыши. То есть распространение белка за некоторыми исключениями повторяло инфекционный процесс. Так ученые обнаружили, что Arc опосредует перенос РНК из клетки в клетку – никакой другой невирусный белок, известный науке, не действует таким образом».

Что касается происхождения Arc, то предки ретровирусов, ретротранспозоны, «вставляли» свой генетический материал в ДНК зараженных животных. Это событие привело к появлению 350-400 миллионов лет назад Arc у млекопитающих. Примечательно, что версия Arc, обнаруженная у мух, также выглядит и действует как вирус.

В целом же эти открытия говорят о том, что с эволюционной точки зрения сложным организмам выгодно иметь систему нейронной коммуникации, основанную на вирусах.

zdravoe.com

Хочешь узнать больше - читай отзывы