Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Темнота помогла самцам дрозофил забыть о неудачных ухаживаниях

Show Inami et al. / Journal of Neuroscience, 2020

После двухдневного пребывания в камере без света ранее отвергнутые самцы дрозофил вновь проявляют интерес к спариванию, сообщается в Journal of Neuroscience. Поскольку несостоявшаяся копуляция — стресс для самца, авторы работы пришли к выводу, что длительная темнота позволяет мухам забыть о негативных воздействиях. Также ученые предложили возможный молекулярный механизм этого забывания.

Один из процессов, обязательных для формирования долговременной памяти, — синтез конкретных белков в нейронах. Если его заблокировать, запоминание, скорее всего, не произойдет. Этот факт лег в основу множества исследований, в которых пытаются ограничить формирование памятного следа (энграммы) от травмирующих событий или их извлечение из памяти (вспоминание).

В рамках этой же концепции исследователи из Токийского столичного университета во главе с профессором Такаоми Сакаи (Takaomi Sakai) протестировали влияние темноты на синтез белка при запоминании у дрозофил. Известно, что количество света влияет на настроение и обучение, а у дрозофил есть нейроны, которые активируются светом и вырабатывают при этом пептид Pdf (pigment-dispersing factor). Эта молекула управляет утренней активностью насекомого.

Поэтому ученые попробовали заблокировать выделение этого пептида, поместив группу самцов мух на двое суток в полную темноту в ходе «обучения с ухаживанием» (courtship conditioning). Эти самцы до эксперимента не имели половых контактов, а в ходе него их сначала ссадили с уже покрытыми самками, которые уже не восприимчивы к ухаживаниям. После такого опыта (а он считается для дрозофил стрессовым) самцы в норме не проявляют мотивации к спариванию, даже если поблизости есть подходящие непокрытые самки.

Однако после двух суток без света (темно было и во время ссаживания с опытными самками) самцы все же пытались спариваться с дрозофилами, что позволяет предположить, что они не запомнили травмирующий опыт.

В качестве контроля выступали мухи, которые жили в обычном режиме смены дня и ночи, но отдыхали несколько меньше нужного. Это было сделано, чтобы проверить, не является ли причиной забывания недостаток сна, вызванный постоянной темнотой. Самцы из контрольной группы после первых неудачных ухаживаний не пытались через два дня возобновить их с другими самками — а значит, запомнили стрессовую ситуацию.

Выработка пептида Pdf была снижена у мух, которые двое суток провели без света. Однако она приближалась к норме, если соответствующие нейроны искусственно активировали с помощью встроенных в них каналов TrpA1, зависимых от температуры. Без света или без температурной активации в нейронах грибовидных тел не возникало долговременной потенциации — усиления передачи сигналов между определенными клетками, необходимого для формирования долговременной памяти. Отсюда авторы сделали вывод, что дневное освещение и его действие на производящие Pdf клетки необходимы мухам для запоминания результатов «обучения с ухаживанием».

В механизмах долговременной потенциации задействуется молекула CREB — управляющий активностью различных генов белок, чья активность зависит от циклического аденозинмонофосфата. Его аналог у дрозофил называется CrebB. Pdf активирует его, а тот запускает экспрессию ряда генов — синтез белков, о котором говорилось в начале. В темноте Pdf не выделяется, CrebB не активируется, синтез необходимых для долговременного запоминания белков не идет, и мухи не запоминают неудавшиеся попытки ухаживания.

Хотя нервная система дрозофил по строению отличается от человеческой, механизмы поддержания периодичности суточной активности у них схожи с таковыми для млекопитающих (они в принципе весьма консервативны). Поэтому исследователи надеются, что их данные получится использовать для разработки способов борьбы с травматическими воспоминаниями у людей.

На память нередко влияют самые необычные факторы. У человека один из таких факторов — время года (кратковременная память надежнее всего во время осеннего равноденствия), а у самок дрозофил — семенная жидкость (она улучшает долговременную память).

Светлана Ястребова

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.