У инфузорий нашли способность к обучению и передаче воспоминаний
Одноклеточные организмы без мозга и нервной системы умеют запоминать внешние стимулы и передавать этот опыт потомству. Оказалось, что память улучшается после блокировки синтеза белка. У животных — наоборот.
Долгое время биологи считали, что формирование памяти — это уникальная черта организмов с развитой нервной системой. У многоклеточных животных, от морских слизней до млекопитающих, долговременная память требует обязательного синтеза новых белков. Они нужны для перестройки контактов между нейронами — синапсов. Если животному ввести препарат, блокирующий трансляцию белков, оно потеряет способность строить синапсы и запоминать информацию.
Но способность адаптироваться к среде есть и у одиночных клеток, которые контактов не образуют. Например, обычная прудовая инфузория Stentor coeruleus умеет формировать привыкание (габитуацию): в ответ на механический удар она сжимается в плотный шар, но, если стучать регулярно, клетка понимает, что угрозы нет, и перестает реагировать.
До сих пор ученые не знали, как устроена биохимия памяти у существа, лишенного синапсов, и применимы ли к нему «животные» правила нейробиологии. Авторы исследования, опубликованного в журнале Current Biology, протестировали инфузорий. Подопытных помещали в специальную установку, которая ритмично и с разной силой стучала по чашке, и наблюдали за их поведением.
Параллельно на клетки воздействовали ингибиторами (пуромицином и циклогексимидом), полностью останавливающими производство новых белков, но инфузории привыкали к тряске только быстрее. Ученые анализировали протеом и транскриптом для поиска активных генов, точечно выключали подозрительные гены методом РНК-интерференции, применяли химические блокаторы ферментов и отслеживали поведение клеток во время деления.
Оказалось, память инфузорий устроена совсем иначе. В отличие от животных, у Stentor остановка синтеза белков не вызвала амнезию. Напротив, инфузории стали обучаться быстрее и дольше сохраняли привыкание к ударам. Выяснилось, что при обучении клетка не создает новые связи, а «отключает» (дефосфорилирует) механорецепторы на своей поверхности. Ключевую роль в этом играют кальциевые сигналы и фермент CaMKII. Этот же фермент критически важен для формирования памяти в мозге человека. Когда работу CaMKII у инфузорий заблокировали химически, они стали учиться значительно хуже.
Чтобы «забыть» опыт и снова начать сжиматься от ударов, инфузории необходимо синтезировать новые белки-киназы, которые заново активируют рецепторы. Именно поэтому ингибиторы синтеза белка так сильно продлевали клеткам память — они мешали инфузории запустить процесс забывания.
Кроме того, биологи обнаружили, что память не сконцентрирована в одной точке, а распределена по всей поверхности мембраны. Когда «обученная» инфузория делилась пополам (при этом одна дочерняя клетка забирает старую переднюю часть, а другая — заднюю), обе новые особи сохраняли память о механическом воздействии и продолжали игнорировать стук. Усвоенный опыт оказался очень специфичным: привыкшие к стуку инфузории мгновенно сжимались в шар, если их били слабым разрядом тока или светили на них ярким светом.
Исследование показало, что фундаментальные биохимические механизмы памяти появились в эволюции задолго до возникновения первых нейронов. Одиночная клетка способна хранить информацию и передавать ее потомству, выступая не просто биологическим контейнером для органелл, а сложным вычислительным устройством.
Telegram 
Дзен 
VK Исследователям удалось обнаружить у побережья филиппинского острова Лусон останки «Хофуку Мару» — печально известного японского плавучего концлагеря, подорванного торпедой союзников в 1944 году. Затонувший корабль стал братской могилой более чем для тысячи военнопленных, находившихся на борту.
Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Ученые впервые объединили головной мозг и аналог спинного мозга плодовой мушки в общую трехмерную карту. Результаты показали, как голова и тело обмениваются сигналами. Анализ сети помог выявить распределенную систему контроля: базовыми движениями насекомого руководили местные группы нейронов, тогда как мозг играл лишь роль координатора.
Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Исследователи НИУ ВШЭ и МГУ доказали универсальный закон, описывающий время исчезновения популяций в случайной среде. Анализ эволюции ветвящихся процессов — сложных вероятностных систем — показал, что вне зависимости от изначального числа особей процесс вымирания подчиняется строгим математическим закономерностям.
Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии