Ученые выяснили, что за создание и хранение воспоминаний отвечает хроматин.

Его структура меняется в процессе получения нового опыта и первое время после него. Это заставляет работать клетки, ответственные за формирование памяти.

Когда мозг формирует воспоминание о новом опыте, детали кодируют цепочки нейронов, энграммы. Они же активизируются, когда человек мысленно возвращается к событию. Однако молекулярные механизмы, лежащие в основе этого процесса, до сих пор плохо изучены.

Команда из Массачусетского технологического института (MIT) предположила, что формирование памяти контролируется масштабным ремоделированием клеточного хроматина.

Ученые взяли группу лабораторных мышей, клетки гиппокампа которых пометили желтым флуоресцентным белком. Животных посадили в разные камеры, некоторых из них время от времени легко толкали. Вскоре грызуны запомнили, где для них было безопасно, а где — нет, в это же время кодирующие память нейроны окрасились.

На снимке: гиппокамп — желтая область ближе к вершине; зеленым отмечены нейроны, которые были активированы при формировании памяти; красным — нейроны, которые были активированы при воспоминании; синий отмечена ДНК

Нейробиологи обнаружили, что сразу после формирования воспоминаний об эксперименте хроматин в клетках становился более рыхлым. Это затронуло только те участки ДНК, которые слабо транскрибируются и содержат энхансеры — небольшие фрагменты ДНК, стимулирующие транскрипцию генов.

Кроме того, выяснилось, что в это время изменение структуры хроматина никак не влияло на их экспрессию. Во второй раз энграммы в гиппокампе мышей проанализировали через пять дней после эксперимента — со временем трехмерная структура хроматина, окружающего энхансеры, изменилась, приблизив их к целевым генам.

Затем некоторых мышей вновь поместили в камеры и опять толкали, активизируя память о прошлом эксперименте. Оказалось, когда грызуны вспоминали о старых опытах, энхансеры в группах клеток взаимодействовали с целевыми генами, и их экспрессия повышалась.

«Это первое исследование, которое раскрывает таинственный процесс активации различных генов и эпигенетический механизм, лежащий в его основе», — рассказал Ли-Хуэй Цай, директор Института обучения и памяти Пикоуэра Массачусетского технологического института и старший автор исследования.

Команде удалось показать, как формируется память на молекулярном уровне.