Оказывается, наш мозг использует то, что считалось едва ли не нейроубийственным мусором, чтобы сохранить воспоминания. Свежие исследования говорят: мозг специально формирует амилоидные структуры, чтобы стабилизировать долговременную память. Да-да, те самые амилоиды, про которые все привыкли слышать только в контексте болезни Альцгеймера и прочих маразматических радостей. Однако на этот раз ученые отыскали белок-хулителя, который запускает этот амилоидный парад совсем не для того, чтобы убить ваши нейроны, а чтобы запереть ваше воспоминание в долговременный банковский сейф мозга.
Десятилетиями ученые пытались понять, как вообще информация в голове задерживается надолго. Долго думали, что в этом повинна пластика синапсов — тех самых мостиков между нейронами. Считалось, что для долговременного хранения нужна перестройка белков именно там, где сигналы снуют из нейрона в нейрон.
Внимание, на сцене белок Orb2, завсегдатай фруктовых мушек Drosophila melanogaster (именно их используют как подопытных в нейробиологии). Orb2 умеет сам себя собирать в амилоидные колонны — жутко устойчивые и длинные, будто кто-то специально устроил на память заливку монолитом. Большинство ученых морщатся: амилоиды — это про беды, так как в контексте старения они разваливают мозг. Но, как оказалось, наш бедный мозг тоже не гнушается этим "строительным хламом" — только делает это под жестким контролем и в нужный момент.
И вот вопрос на миллион серых клеток: как мозг вообще регулирует этот цирк — чтобы Orb2 начал собираться только тогда, когда записывается что-то важное, а не когда мушке запах тухлого банана привидится? Ответ искали под руководством Кайла Паттона. Предположили: возможно, определенные белки-шапероны подгоняют этот процесс, помогая кому когда надо превращаться в нужную форму (или собираться в стаю, если по-простому).
Для охоты на нужный шаперон ученые взялись за семейство J-доменных белков — это такой белковый патруль, который помогает остальным собраться с мыслями и аминокислотами. В арсенале Drosophila их аж 46 штук. Суже всех они заинтересовались теми, кто тусуется в грибовидных телах — центральном мозговом отделе мушек, отвечающем за обучение и память.
Дальше было как в худшем реале: мушек морили голодом, тренировали различать два запаха, один из которых обещал сахар. Одну группу мушек генетически накачали дополнительными шаперонами. Когда в "грибные" нейроны загнали белок с поэтичным именем CG10375, память у мушек прокачалась так, что любой студент бы позавидовал — долгосрок стал неубиваемым. Белок тут же получил новое имя — Funes (в честь литературного персонажа, который не мог ничего забыть; для любителей аргентинских рассказов — это из Борхеса).
Можно подумать, что Funes просто подстегивает память, как чашка эспрессо. Но нет, ученые пошли дальше и вырубили этот белок напрочь: оказалось, мушки вроде бы всему научились, но уже через сутки — как корова языком слизала. Без Funes память рассыпается, будто тесто без дрожжей.
Эксперименты продолжились: нормальная память обычно привязана к силе стимула (чем слаще сахар, тем крепче память). А у мушек с Funes память оставалась железной даже при скромных порциях сахара. Funes как будто усиливал значимость даже самой средней радости, помогал поймать в памяти то, что другие просто бы проигнорировали — работает своего рода "усилителем вкуса" для опыта.
В лаборатории белки Funes и Orb2 свели лицом к лицу: оказалось, Funes буквально пристает к Orb2, когда тот в промежуточном состоянии — не одиночка, но еще не бетонная колонна. Как только Funes в деле — Orb2 резко собирается в стабильные амилоидные нити. Это подтверждали и специальные лабораторные красители, и криоэлектронная микроскопия (спецтехника для рассматривания молекул едва ли не по атомам). Прикол в том, что создаваемые при помощи Funes конструкции идентичны тем, что реально присутствуют в мозгах живых мушек.
Суть ещё интересней: все эти трюки работают только если у Funes не мутирован так называемый J-домен — фактически бейджик, по которому шапероны узнают друг друга. Если в этом домене что-то подкрутить, Funes теряет волшебные свойства и память у мушек не улучшается.
Всё, конечно, было бы чертовски интересно, если бы не одно "но": пока весь фокус происходит только у Drosophila — плодовых мушек. У людей, конечно, тоже хватает J-доменных белков, кое-что уже связывают с шизофренией и прочими странностями памяти, но точного аналога Funes только предстоит найти. Вот когда найдут — возможно, и объяснят, почему мы помним все глупости с детского утренника, но забываем, где оставили ключи.
Это исследование радикально переосмысливает роль амилоидов: оказывается, не все они несут трагедию и деменцию. Иногда, если их приручить, они помогают мозгу хранить воспоминания десятилетиями. Находка Funes — это выключатель, который управляет этим хрупким, но прочным строительством памяти прямо у нас в голове.