Исследователи из университета Линчепинга (Швеция) обнаружили, что кальциевые каналы CaV2.1 в нейронах обладают способностью к «молекулярной памяти», что играет ключевую роль в формировании и сохранении долговременных воспоминаний. Это открытие, опубликованное в журнале Nature Communications, может привести к разработке новых методов лечения редких генетических заболеваний, связанных с нарушением работы этих каналов.
Каналы CaV2.1, также известные как P/Q-типа кальциевые каналы, расположены на синапсах и отвечают за передачу электрических сигналов между клетками мозга. Когда нейрон активируется, эти каналы открываются, позволяя ионам кальция проникать внутрь клетки, что запускает высвобождение нейромедиаторов и передачу сигнала следующему нейрону.
Однако при длительной активности количество доступных для открытия каналов CaV2.1 уменьшается, что снижает эффективность передачи сигнала. Это явление напоминает «память» канала о предыдущей активности, делая его менее восприимчивым к последующим сигналам.
Команда под руководством Антониоса Пантазиса обнаружила, что канал CaV2.1 может принимать почти 200 различных конформаций (форм), в зависимости от силы и продолжительности электрических сигналов. Эти изменения обусловлены движением различных частей молекулы канала относительно друг друга.
Особенно важную роль играет один из четырех сенсорных доменов канала — VSD-I, который напрямую участвует в открытии канала и его переходе в неактивное состояние. Это позволяет каналу «запоминать» предыдущую активность и регулировать свою доступность для новых сигналов.
Хотя отдельный канал может «помнить» свою активность всего несколько секунд, совокупный эффект от множества таких каналов может приводить к долговременным изменениям в синапсах, включая их ослабление или устранение. Это является основой для формирования и хранения долговременных воспоминаний в мозге.
Ген CACNA1A, кодирующий канал CaV2.1, связан с рядом редких, но серьезных неврологических заболеваний, таких как семейная гемиплегическая мигрень, эпизодическая атаксия и спиноцеребеллярная атаксия типа 6. Понимание механизма работы этих каналов на молекулярном уровне открывает возможности для разработки новых лекарств, направленных на конкретные участки канала, что может улучшить лечение этих заболеваний.
Ранее Наука Mail рассказывала, что клетки астроциты оказались ключом к перестройке связей в мозге.
