Клетки вне мозга способны учиться: что зафиксировали ученые

Исследователи из Нью-Йоркского университета (NYU) впервые обнаружили признаки обучения и памяти у клеток, не связанных с центральной нервной системой. В экспериментах с клетками почек и нейробластомы, они зафиксировали классический эффект массированного пространства. Это фундаментальный принцип сохранения информации, который до сих пор считался исключительным свойством нейронов.

О результатах исследования, опубликованного в Nature Communications, рассказал соавтор работы, доцент кафедры биологии Нью-Йоркского университета Николай Кукушкин в комментарии для IFLScience. По его словам, клетки за пределами мозга способны реагировать на последовательные сигналы так, будто "запоминают" предыдущий опыт.

Чтобы это обнаружить ученые в лабораторных условиях смоделировали информационные сигналы в виде импульсов, которые имитируют внешнее воздействие: соли, вода, питательные вещества. Клетки были генетически модифицированы таким образом, чтобы синтезировать флуоресцентный белок в ответ на активацию гена, связанного с памятью.

Когда клеткам подавали серию коротких сигналов с паузами, активация данного гена была значительно сильнее, чем после одного длинного сигнала. Этот эффект, который хорошо известен в нейропсихологии, является эффектом массированного пространства - это ключевой механизм запоминания у человека.

Кукушкин отмечает: это открытие может иметь более широкие последствия. Если все клетки тела имеют базовую способность "запоминать" повторяющиеся паттерны, это открывает новые подходы к терапии, в частности в онкологии. Например, график введения химиопрепаратов может быть адаптирован не только к физиологии пациента, но и к клеточной чувствительности к сигналам. Это важно для того, чтобы раковые клетки эффективнее реагировали на меньшие дозы лекарств. Подобный принцип может работать и в питании или спортивной медицине, предполагает исследователь.

Сейчас ученые планируют распространить эксперименты на целые организмы, в частности морских улиток вида Aplysia, которые уже использовались в других нейробиологических исследованиях памяти. Это позволит лучше понять, как клеточная память работает на уровне организма и как ее можно контролировать.

Ранее британские исследователи с помощью 3D-съемки впервые в реальном времени зафиксировали, как эмбриональные клетки формируют сердце. Оказалось, что клеточная миграция, которая казалась хаотичной, на самом деле управляется четкими внутренними механизмами. Это указывает на способность клеток реагировать на сложные паттерны и взаимодействия еще на ранних этапах развития.