Влияние спаривания на когнитивные процессы у животных долгое время изучалось слабо. Предполагалось, что после оплодотворения когнитивные способности самок должны ухудшаться, так как большая часть энергии теперь пойдет не на функционирование мозга, а на развитие яиц. Однако недавнее исследование, опубликованное в Science Advances, показало строго обратный эффект. Оказалось, что сперма самцов содержит особый пептид, который проникает в гемолимфу самок и доставляется в мозг, где, воздействуя на серотониновые рецепторы, улучшает работу долговременной памяти.
Биологи давно отмечали, что после оплодотворения поведение самок плодовых мушек дрозофил сильно изменяется. Они начинают избегать других самцов и отвергать их ухаживания, в яичниках активируется образование яиц, меняется режим чередования сна и бодрствования, а также предпочтения в питании. Все эти изменения вызваны тем, что вместе со сперматозоидами самцы в составе спермы передают самкам особый сигнальный пептид – так называемый половой пептид (sexpeptide, SP).
Некоторые клетки в организме самок экспрессируют соответствующий ему рецептор (sex peptide receptor, SPR), относящийся к группе рецепторов, связанных с G-белками. SRPимеется у некоторых нейронов в стенке матки мухи и, что более интересно, в некоторых нейронах центральной нервной системы (ЦНС). Предполагается, что SPпроходит в гемолимфу мухи и по ней транспортируется до мозга, а его взаимодействие с нейронами ЦНС и объясняет поведенческие изменения у самок после оплодотворения. Но как SPвлияет на память, и влияет ли вообще?
Исследователи проводили простой поведенческий тест на двух группах мух: «девственницах» и оплодотворенных самках, в котором планировалось проверить формирование долговременной памяти. Перед мухами стояла задача запомнить, что определенный запах связан с дальнейшим электрошоковым воздействием. Вопреки популярному предположению, согласно которому когнитивные функции (и память в их числе) у самок после оплодотворения должны ухудшаться, так как большая часть ресурсов их организм тратит на созревание яиц, а не работу мозга, ученые показали, что у самок после спаривания память работает значительно лучше, чем у «непорочных» мух.
Дальнейшее изучение с помощью in vivo визуализации показало, что улучшение памяти у оплодотворенных мух связано с действием SP, а именно его взаимодействием с двумя серотонинергическими нейронами в мозге, экспрессирующими SPR. Взаимодействие SP со своим рецептором на поверхности этих двух нейронов запускает сигнальный путь протеинкиназы A, где роль вторичного посредника играет циклический аденозинмонофосфат (цАМФ). Результатом активации сигнального каскада и становится улучшение долговременной памяти.
Однако остается непонятным, насколько такие неожиданные результаты, полученные на мухах, верны для остальных животных, включая человека.
Текст: Елизавета Минина
A sperm peptide enhances long-term memory in female Drosophila by Scheunemann, L., Lampin-Saint-Amaux, A., Schor, J., & Preat, T. inScience Advances, 5(11), eaax3432. Published November2019
doi:10.1126/sciadv.aax3432
Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте, Яндекс-Дзен, Одноклассниках и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram