Клипборда в мозъка спестява време

Благодарение на запасите от ДНК копия научаваме по-бързо

Способността да се адаптираме гъвкаво към промените отново и отново е едно от най-впечатляващите постижения на нашия мозък. © Lagereek / thinkstock
чете на глас

Умело работи: За да реагират по-бързо на нови стимули, невроните създават запас от ДНК копия в клетъчното си ядро. Това предвижда продължителна стъпка в процеса на корекция. Тъй като съхраняваните молекули трябва да бъдат модифицирани само леко, ако е необходимо, преди да формират плана за нови протеини. Резултатът: отнема само няколко минути, докато една нервна клетка в мозъка може да излезе с нова функция - вместо няколко часа.

Светът около нас е сложен и постоянно се променя - постоянно се сблъскваме с нещо ново. Едно от най-интригуващите постижения на нашия мозък е да организираме този хаос и да се приспособяваме към промяна отново и отново. Само защото отделните нервни клетки, синапси и цели мозъчни зони могат да се адаптират гъвкаво, ние сме в състояние да научим.

Но защо нервните клетки на мозъка са способни да се променят толкова бързо в процеса на обучение? Това беше загадка за учените досега. Тъй като невронът придобива нова функция, важните протеини първо трябва да бъдат подготвени чрез сложен процес на копиране. Основната информация на ДНК е така наречената РНК. След това тези молекули се модифицират, за да се получи прецизен план за производството на конкретен протеин - дълъг процес.

РНК молекули на склад

Всъщност ще отнеме няколко часа, докато се стигне до ново производство на протеини чрез невронален стимул. В действителност невроните често се променят много по-бързо. Учените около Ориан Магер от университета в Базел разкриха тайната зад невероятно бързата адаптация.

От доставката на РНК молекулите могат бързо да бъдат мобилизирани и да станат оперативни. © Базелски университет

Екипът откри, че нервните клетки в мозъка работят с трик, за да спестят време: те просто произвеждат определени молекули на РНК и дори започват да ги разрязват частично. След това полуготовите молекули се озовават в клетъчното ядро, очаквайки в своеобразен клипборд, за да бъдат действително използвани. показ

Пет минути, вместо двадесет часа

„Копирането на ДНК, така нареченият процес на транскрипция, вече се извършва от нервните клетки предварително“, казва Моугер. Ако невронният стимул удари нервната клетка, отложените молекули на РНК трябва само да бъдат попълнени. Това означава огромна икономия на време. Защото транскрипцията е далеч най-отнемащата време стъпка в производството на нови протеини.

За големи гени процесът от сигнала до завършването на протеина обикновено отнема десет до двадесет часа. „Фактът, че молекулите на РНК вече присъстват в суров вид, който само трябва да бъде завършен, ще съкрати процеса до пет минути“, казва Моугер.

„Напълно нов регулаторен механизъм“

Само този клипборд дава възможност на нервните клетки да адаптират функциите си толкова бързо. „За нас това проучване разкри напълно нов регулаторен механизъм“, казва съавторът Питър Шейфел. „Резултатите ни предоставят допълнително обяснение как по-специално невроните могат да контролират бързи пластични промени.“ (Neuron, 2016; doi: 10.1016 / j.neuron.2016.11.032)

(Университет в Базел, 22.12.2016 г. - DAL)