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放射線と脳の遺伝子

06.10.2015

人々が脳内で情報を確実に記録する分子プロセスについて話すとき、通常は神経細胞で特定の遺伝子の活動が強化されていることを意味します。記憶の形成中に、ニューロン間に新しい接続が確立され、新しいシナプスが出現することが知られています。これにより、追加の神経鎖が形成されます-記憶の物質的基盤。シナプスが現れるためには、特別なタンパク質が現れる必要があるため、結論は、遺伝子もより活発に機能する必要があることを示唆しています-これは多くの実験によって確認されています.

ソウル大学の研究者は、脳の主要な記憶中枢の XNUMX つであるマウスの海馬で、記憶が書き込まれると遺伝的活動が弱まることを発見しました。神経科学者は、特定の環境を恐れる習性を動物に発達させました。マウスを特別なケージに入れると、ショックを受けました。その後、彼女が再びこのケージに入ったとき、刺激なしで恐怖が自然に「オン」になりました。つまり、記憶と学習のメカニズムが機能しました。

脳の分子キッチンで何が起こっているかを調べるために、海馬細胞の RNA のセットと量について動物を分析しました。、リボソーム、土。そして、マウスが何を恐れるべきかを思い出した後、分子はまったく分析されませんでしたが、「恐怖のセッション」の5、10、30分、およびXNUMX時間後に、分子の変化のダイナミクスを見ることができました。

遺伝子活性は、転写と翻訳という 104 つのプロセスによって評価できます。最初の段階では、転写の段階で、RNAコピーがそれぞれDNAから除去され、活性遺伝子ではより多くのRNAが合成され、不活性遺伝子ではより少ないRNAが合成されます。翻訳の第 10 段階では、RNA 上でタンパク質分子が合成されます。より多くのタンパク質が活性 RNA で合成され、不活性 RNA では合成されません (つまり、厳密に言えば、RNA 活性を意味します)。科学者たちは、異なる時点での活動が転写または翻訳のレベルで非常に大きく変化する30個の遺伝子を「捕まえる」ことができました。最初のXNUMX分間、遺伝子上の新しいRNAの合成は同じままで、多かれ少なかれ（つまり、転写の強度は変化しませんでした）、翻訳については言えませんでした。 RNA 上のタンパク質分子の合成 - ここでは変化が即座に起こりました。（これは驚くべきことではありません。変化する環境条件や細胞のニーズに対して、タンパク質合成は RNA 合成よりも迅速に反応します。）一般に、トレーニングセッションの XNUMX 分後には転写が翻訳に追いつきました。

主な驚きは、変化が正確に何で構成されていたかということでした: 多くの遺伝子の活動が低下しました. すでに 31 分後には、変化の影響を受けた遺伝子の半分以上がコードするタンパク質の合成速度が遅くなっていました。 42 分後、48 種類の RNA のうち 55 種類が沈黙し、XNUMX 時間後、XNUMX 種類のうち XNUMX 種類で翻訳が停止しました。XNUMX 分後にタンパク質合成が停止した RNA はさらに沈黙し続けたという意味で、阻害は安定していました。 .

この研究の著者は、これらの遺伝子の半分以上の活性が、アルファエストロゲン受容体 ESR1 と呼ばれる分子に依存していることに注目しています。ESR1 の合成が少ないほど、他のすべての遺伝子の活性は低くなります。 ESR1のレベルが人為的に増加した場合、これは他の分子のダイナミクスと、マウスが何を恐れるべきかを記憶する能力の両方に対応する効果をもたらしました. 同様の効果が Nrsn1 遺伝子でも観察されました。NrsnXNUMX 遺伝子の RNA でのタンパク質合成が刺激された場合、動物の学習は悪化しました。つまり、研究者は奇妙な分子効果を発見しただけでなく、それを認知的変化と相関させました。

記憶を形成するためにかなり多数のタンパク質の合成を停止する必要がある理由は、これまでのところ誰にもわかりませんが、事実自体は非常に注目に値するため、明らかに生物学者はその機能を見つけるためにあらゆることをします.これらの遺伝子をできるだけ早く。あるバージョンによると、彼らの仕事は、脳がすべてを完全に記憶するのを防ぐことです。つまり、情報過多から私たちを守るヒューズの役割を果たします。そして、本当に何かを覚える必要があるときは、そのような遺伝子をオフにする必要があります.

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