Білок, який відіграє роль у пізнанні та формуванні довгострокової пам’яті, виглядає і поводиться як вірусний білок, який патогени використовують для зараження клітини-господаря. Випадково сотні мільйонів років тому, ми отримали основу для своїх знань від вірусів, пише дослідження Cell.
Відкриття, що вірусні білки забезпечують основний механізм еволюційного спілкування мозок-клітина в мозку, змінює наше сприйняття формування пам'яті також, сказав невролог Джейсон Шеперд, останній автор дослідження, опублікованого в Cell (The Neuronal Gene Arc Encods on Repurposed Retrotransposon Gag Protein, який опосередковує міжклітинний перенос мРНК). Вперше Шеперд підозрював, що досліджуваний ним білок мозкової дуги може мати особливе походження, коли помітив, що білок організований у капсидоподібні структури, такі як вірус імунодефіциту людини, ВІЛ.
Попередня робота показала, що експериментальні миші-нокаути, які не мають гена Arc, забувають те, про що вони дізналися за 24 години до цього, не мають пластичності в мозку і не мають періоду, коли їх легко придбати. знання та вміння. Тим не менше, каже Шеперд, вчені ніколи не підозрювали, що механізм, відповідальний за здобуття знань, базується на іноземному походженні.
Після виявлення розташування білків Arc у капсидоподібну структуру, Шеперд та його колеги також розглянули послідовності генів, що кодують білки, і виявилося, що генетичний код Arc також дуже схожий на ген вірусних капсидних білків. Тоді неврологи дослідили, чи поведінка білків, схожих на вірусні білки, подібна до поведінки вірусних білків.
По-перше, було показано, що коли присутні кілька білків Arc, вони інкапсулюють власний генетичний матеріал, в даному випадку молекулу мРНК, необхідну для їх утворення, а по-друге, якщо ці капсидоподібні структури переносяться в культуру нейронів миші, вони. Згодом «заражені» нейрони випромінюють структури, що складаються з білків Arc та мРНК, подібно до того, як клітини, заражені вірусами, виділяють вірусні частинки, і ці капсидоподібні структури приймаються іншими нейронами. На думку дослідників, все це це представляє нову форму спілкування між нейронами, тоді як Arc здатна опосередковувати транспорт РНК між клітинами.
Це новий вид спілкування між нейронами Можливо, це сталося випадково 350 - 400 мільйонів років тому, коли прабатько ретровірусів вніс генетичний матеріал у чотириногих тварин, що населяли Землю на той час. Більше того, процес використання існуючих конструкцій для нового призначення, можливо, повторювався кілька разів, оскільки напр. ретротранспозон, завдяки включенню якого нейрони, відповідальні за координацію руху мух, змогли спілкуватися з м’язовими клітинами, виникає 150 мільйонів років потому.