Еврейский университет: оксид азота поддерживает потенциацию синапсов в мозге осьминога

Группа под руководством Аны Луизы Турчетти-Майя, Таля Шомрата и Биньямина Хохнера из Еврейского университета в Иерусалиме и Академического центра Руппина описала зависимый от оксида азота (NO) механизм, который поддерживает усиленные синаптические связи в мозге осьминога. Экспериментальная работа на Octopus vulgaris опубликована в Journal of Neuroscience. doi.orgJournal of Neurosciencedoi.orgОткрыть источник ↗

Исследование посвящено вертикальной доле — области мозга, от которой зависит способность осьминога к обучению. Синаптический вход в эту долю демонстрирует выраженную активность-зависимую долговременную потенциацию (LTP), которую считают одним из фундаментальных клеточных механизмов обучения и памяти. Молекулярные этапы этого процесса были изучены лишь частично. doi.orgJournal of Neurosciencedoi.orgОткрыть источник ↗

Роль оксида азота в LTP

Авторы сообщают, что вопреки распространённому представлению NO не отвечает за индукцию LTP в вертикальной доле осьминога. Вызванная тетанизацией LTP возникала даже в присутствии ингибиторов NO-синтазы (NOS) — фермента, который производит NO. doi.orgJournal of Neurosciencedoi.orgОткрыть источник ↗

Вместе с тем ингибиторы NOS блокировали долговременное пресинаптическое проявление LTP, а высокие дозы донора NO вызывали кратковременную синаптическую потенциацию. Авторы трактуют это как признак того, что устойчивое повышение концентрации NO обеспечивает проявление LTP. doi.orgJournal of Neurosciencedoi.orgОткрыть источник ↗

Молекулярный переключатель и поддержание

В отдельной группе синапсов ингибиторы NOS также нарушали поддержание LTP. После отмывания препарата высокочастотная стимуляция восстанавливала полную LTP, что указывает на участие NO в её поддержании. doi.orgJournal of Neurosciencedoi.orgОткрыть источник ↗

Авторы предлагают механизм молекулярного переключателя: положительную обратную связь, в которой зависимая от NO реактивация NOS поддерживает её постоянную активацию и тем самым удерживает LTP. Ретроградная диффузия NO затем облегчает пресинаптическое высвобождение медиатора, что и обеспечивает проявление LTP. doi.orgJournal of Neurosciencedoi.orgОткрыть источник ↗

Согласно пресс-релизу, в отличие от многих хорошо изученных форм связанной с памятью пластичности у позвоночных, этот процесс может поддерживать LTP без синтеза новых белков. Авторы отмечают, что результаты показывают, как адаптация молекулярных механизмов моллюсков способствовала развитию высоких когнитивных способностей осьминогов. doi.orgJournal of Neurosciencedoi.orgОткрыть источник ↗