Теперь, в новой статье, опубликованной в журнале Nature Neuroscience, профессор Университета Квинсленда Тим Бреди и его коллеги показывают, что способность гасить пугающие воспоминания таким образом зависит от гибкости вашей ДНК.
«ДНК может принимать множество различных структур», – говорит доктор Пол Маршалл, исследователь из Квинслендского института мозга UQ и ведущий автор исследования.
«Наиболее распространенной и широко известной формой является двойная спираль« B-ДНК », которая закручивается по часовой стрелке.
Но с небольшой перестройкой того, как пары оснований ДНК соединяются друг с другом, ДНК может образовывать другие спиральные структуры, такие как Z-ДНК."
По его словам, Z-ДНК – это версия B-ДНК, закрученная против часовой стрелки.
Представьте на мгновение, что каждая из ваших рук – это нить ДНК, большие пальцы – основания. Если вы протянете обе руки перед собой ладонями наружу, так, чтобы ваши большие пальцы соприкоснулись, то вот как соединяются два основания в B-ДНК.
Если теперь вы перевернете запястья так, чтобы ладони смотрели внутрь, а мизинцы соприкасались, вот так основания разворачиваются во время формирования Z-ДНК. Если вы продолжите вращать руку и теперь снова соедините большие пальцы рук, вот что произойдет, когда Z-ДНК стабилизируется в новом повороте.
Z-ДНК встречается на коротких участках, и только определенные последовательности могут быть вывернуты наизнанку, как это. Долгое время никто не знал, почему он вообще существует.
«Теперь мы знаем, что Z-ДНК появляется везде, где включаются гены», – говорит доктор Маршалл. "Это маркер активности генов."
"Ученые также заметили связь между Z-ДНК и некоторыми заболеваниями, включая рак, и высокие уровни Z-ДНК были обнаружены в мозге людей, страдающих болезнью Альцгеймера."
Эта потенциальная связь с памятью заинтриговала доктора Маршалла и профессора Бреди, особенно потому, что формирование воспоминаний об исчезновении страха связано с быстрыми изменениями активности генов.
Чтобы узнать больше, они обратили свое внимание на фермент под названием ADAR1, который распознает и фиксирует Z-ДНК.
Известно, что ADAR1 играет роль в редактировании РНК, что важно для модификации функций белка в клетке. Данные также свидетельствуют о том, что ADAR1 может преобразовывать Z-ДНК обратно в B-ДНК.
«ADAR1 выполняет множество задач одновременно, но это делает его интересным», – говорит д-р Маршалл.
Он и его коллеги отключили ген ADAR1 у мышей, особенно в той части мозга, которая, как известно, играет роль в исчезновении страха. В результате, хотя мыши все еще могли формировать воспоминания о страхе, они не могли формировать воспоминания, не связанные со страхом.
Короче говоря, они потеряли способность к угасанию страха. Исследователи наблюдали аналогичный эффект, когда мутировали ADAR1, так что он работал не очень хорошо. Результаты показывают, что Z-ДНК формируется во время страха, а затем, во время угасания страха, ADAR1 связывается с этой Z-ДНК и выполняет две важные функции: быстро увеличивает редактирование РНК, а затем переворачивает Z-ДНК обратно в B-ДНК.
«Кажется, что чем легче вы можете переключаться между структурами ДНК, тем более пластичной становится ваша память», – говорит доктор Маршалл.
«Гибкость структуры ДНК, гибкость памяти."
Он добавляет, что это позволяет быстро реагировать на окружающую среду. "Воспоминания о страхе должны быть пластичными. Они могут быть очень полезны для выживания, но также могут мешать нормальному функционированию."
По словам профессора Бреди, баланс между страхом и угасанием страха имеет решающее значение для когнитивной гибкости.
Действительно, нарушение угасания страха – ключевая особенность посттравматического стрессового расстройства и фобий. Чем больше мы понимаем, как работает подавление страха, тем больше у нас шансов найти более эффективные методы лечения этих состояний.