Біологи проаналізували геноми зміни в клітинах, які активні під час формування спогадів в мозку мишей. Виявилося, що коли миші отримують новий досвід, тривимірна організація ДНК їх клітин змінюється і гени стають доступнішими для прочитання, однак це не посилює їх роботу. Тільки при повторній активації нейронів (згадуванні інформації) відбувається посилення роботи генів через утворення нових взаємодій з регуляторними послідовностями. Дослідження опубліковане в журналі Nature Neuroscience.

При отриманні нового досвіду в мозку виникають нейронні ланцюжки - енграми, які включають енграммние нейрони гіпокампу та інші структури мозку. Саме енграми відповідають за формування спогадів: в процесі переходу пам'яті з епізодичній в довготривалу зв'язку нейронів в енграма стають сильнішими. Вважається, що це пов'язано зі зміною роботи генів в клітинах енграм, проте процеси, що лежать в основі посилення зв'язків, до сих пір були вивчені погано.

Робота генів і кількість їх прочитань залежать від тривимірної організації молекул ДНК в ядрі. Так відбувається через невеликі послідовностей ДНК - енхансером, взаємодія з якими допомагає ферментам сідати на потрібний ген і активувати його роботу. Тому фізичне відстань до енхансером грає ключову роль в роботі генів.

Біологи з Массачусетського технологічного інституту під керівництвом Асафа Марко (Asaf Marco) вирішили дослідити зміни в тривимірної організації генома в процесі формування та закріплення спогадів. Для цього дослідники створили трансгенних мишей, нейрони яких при активації синтезували жовтий флуоресцентний білок.

На тварин провели класичний експеримент формування реакцій на страхітливий стимул: мишей поміщали в клітини, на підлогу яких подавали розряди струму, що вражають лапки мишей. Одночасно з цим вчені подавали звуковий сигнал. Після цього у деяких мишей збирали зразки тканин мозку і визначали світяться (тобто активні при формуванні енграми) клітини. Через п'ять днів мишам нагадували про стимуляцію, включаючи той же звуковий сигнал: вони лякалися нового удару і завмирали. Завмирання свідчить про повторну активації енграми, яка утворилася після удару струмом.

Після цього дослідники зібрали у мишей близько 10 тисяч клітин для аналізу тривимірної організації їх генома і роботу генів. Для цього вони створили карту геномних контактів, на якій відзначили, які ділянки ДНК контактують один з одним частіше. Також дослідники перевірили, наскільки ДНК доступна для ферментів на основі даних про білках, на які вона «намотана», і зафіксували кількість прочитань (активність) генів. Виявилося, всередині популяцій клітин на всіх стадіях формування спогади гени контактували з енхансером частіше (p Ключові слова:.