Память всегда ассоциировалась с нейронами головного мозга. Однако последние исследования показали, что клетки паренхимы почек способны распознавать и хранить информацию не хуже нейронов. Сообщение об открытии «почечной памяти» было опубликовано в издании Nature Communications.
«Этот вид памяти не поможет вам изучить тригонометрию, освоить езду на велосипеде или хранить детские воспоминания», — говорит Николай Кукушкин, нейробиолог из Нью-Йоркского университета. «Исследование дополняет наше представление о памяти, не отменяя сложившееся представление о памяти в мозгу».
В экспериментах клетки почек продемонстрировали признаки так называемого «эффекта массового пространства» (massed-space effect). Эта особенность работы памяти мозга позволяет сохранять информацию небольшими порциями с течением времени, не перегружаясь значительным объёмом данных.
За пределами мозга клеткам тоже необходимо отслеживать и анализировать сигналы из окружающего пространства. Главную роль в обработке данных играет белок под названием CREB (cAMP-response element binding protein). Он и другие молекулярные компоненты памяти обнаружены в нейронах и ненейрональных клетках. Но, хотя клетки имеют схожие компоненты, исследователи не были уверены, что они работают одинаково.
В нейронах при прохождении электрохимического сигнала клетка начинает вырабатывать CREB. Белок активирует гены, которые модифицируют клетку, запуская механизм молекулярной памяти. Кукушкин и его коллеги решили проверить, выделяется ли CREB в ответ на входящие сигналы в нефроцитах, и работает ли он там сходным образом.
Исследователи внедрили искусственный ген в клетки эмбриональной почки человека. Этот ген аналогичен природному участку ДНК, который CREB активирует, связываясь с ним. Внедренный ген также содержал программу по производству особого флюоресцирующего белка, обнаруженного у светляков (жуков семейства Lampyridae).
Команда наблюдала, как нефроциты реагируют на искусственные химические импульсы, которые имитировали сигналы, запускающие механизмы памяти в нейронах. «В зависимости от того, сколько света излучал светящийся белок, мы знали, насколько интенсивно работал ген памяти», — поясняет Кукушкин.
Различные схемы генерации химических импульсов приводили к разным ответам. Четыре трехминутных импульса с интервалом 10 минут порождали более интенсивное свечение по сравнению с клетками, подвергнутыми «массированному» одиночному 12-минутному воздействию.
«Этот эффект никогда не наблюдался за пределами мозга, его всегда считали свойством нейронов», — говорит Кукушкин. «Но теперь можно предположить, что, если вы поставите перед клетками, не относящимися к мозгу, достаточно сложные задачи, они также смогут формировать память».
Нейробиолог Ашок Хегде из университета Джорджии в Милледжвилле называет исследование интересным: «Они распространили стандарты нейробиологии на поведение генов в клетках почечной ткани. Но неясно, насколько результаты применимы к другим типам клеток. Тем не менее исследование может когда-нибудь помочь в поиске потенциальных лекарств для лечения патологий человека, особенно тех, которые сопряжены с потерей памяти».
Николай Кукушкин полагает, что изучение феномена клеточной памяти принесет пользу при лечении рака. Научившись читать «воспоминания» выживших раковых клеток о курсах химиотерапии, ученые смогут корректировать дозы препаратов и протоколы лечения, делая его более эффективным и безопасным для пациента.
Ранее ученые обнаружили, что гибель раковых клеток парадоксально ослабляет иммунный ответ.