Исследователи впервые доказали, что можно включать и выключать память, воздействуя на эпигенетическое состояние конкретных нейронов, где хранятся воспоминания.
Работа, выполненная специалистами из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL), открывает путь к новым подходам в лечении посттравматического стрессового расстройства (ПТСР), зависимости и возрастных нарушений памяти.
Результаты опубликованы в журнале Nature Genetics.
Ген памяти Arc — ключ к воспоминаниям
Учёные сосредоточили внимание на гене Arc, который управляет перестройкой связей между нейронами — основой обучения и памяти.
С помощью технологии CRISPR команда профессора Йоханнеса Греффа (Johannes Gräff) применила специальные инструменты, позволяющие «приглушать» или, наоборот, «усиливать» активность гена Arc в нейронах гиппокампа — области мозга, отвечающей за хранение воспоминаний.
Когда активность Arc снижали, животные переставали запоминать новые события; при её усилении память становилась заметно прочнее, даже спустя несколько дней.
Эти изменения можно было обратимо отменить, фактически «переключая» память обратно.
Эпигенетический тумблер
Учёные использовали вирусные векторы, чтобы доставить в мозг мышей безопасные CRISPR-инструменты.
Некоторые из них, такие как KRAB-MeCP2, «запечатывали» участок ДНК, снижая активность гена, а другие — наоборот, открывали его и активировали.
Так исследователи создали эпигенетический переключатель, управляющий памятью на уровне одной молекулы ДНК.
Даже устойчивые, «зрелые» воспоминания, существовавшие несколько дней, можно было изменить. При этом молекулярные сдвиги в активности генов точно совпадали с наблюдаемыми поведенческими эффектами.
Потенциал для медицины
Это первое прямое доказательство того, что изменение эпигенетического состояния одного гена способно управлять процессами памяти.
Учёные считают, что подход можно адаптировать для ослабления травматических воспоминаний, коррекции зависимостей и даже для восстановления памяти при нейродегенеративных заболеваниях.
«Мы буквально нашли способ регулировать память с помощью эпигенетических переключателей — как диммер света для воспоминаний», — отмечает профессор Грефф.
Авторы другого исследования отмечают, что проблемы сна и циркадных ритмов связаны с плохим психическим здоровьем, что может дополнительно влиять на формирование и хранение воспоминаний.
Литература.
“Cell-type and locus-specific epigenetic editing of memory expression” by Johannes Gräff et al. Nature Genetics
