Молекулярні механізми пам`яті
-
Upload
bogomoletz-institute-of-physiology -
Category
Education
-
view
446 -
download
0
Transcript of Молекулярні механізми пам`яті
![Page 1: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/1.jpg)
Інститут фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України
![Page 2: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/2.jpg)
![Page 3: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/3.jpg)
МНЕМОЗІНА – титаніда (дочка Урана та Геї), мати усіх Муз (батько, звісно, Зевс):
• Calliope (Epic Poetry)• Clio (History)• Euterpe (Music)• Erato (Lyric Poetry)• Melpomene (Tragedy)• Polyhymnia (Hymns)• Terpsichore (Dance)• Thalia (Comedy)• Urania (Astronomy)
![Page 4: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/4.jpg)
Пам`ять ховається у синапсах!
Santiago Ramón y Cajal (1852 – 1934)
Donald Olding Hebb (1904 –1985)
HEBBIAN THEORY - теорія у нейронауці, що пояснює адаптацію нейронів в процесі навчання, що зветься нейрональною пластичністю
![Page 5: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/5.jpg)
СИНАПТИЧНА ПЛАСТИЧНІСТЬ забезпечується утворенням дендритних
шипиків (dendritic spine)…
![Page 6: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/6.jpg)
~ 200 тис. шипіків на одну
клітину!
Незліченна кількість
контактів…
![Page 7: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/7.jpg)
Дендритний шипік – мобільна, рухлива структура
![Page 8: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/10.jpg)
BDNF активує локальний синтез протеїнів у шипіку через mTOR шлях
![Page 11: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/13.jpg)
![Page 14: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/14.jpg)
BDNF активує локальний синтез протеїнів у шипіку через mTOR шлях
![Page 15: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/15.jpg)
Без BDNF немає довготривалої пам`яті
![Page 16: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/16.jpg)
Dendritic spine dysgenesis in autism related disorders
![Page 17: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/17.jpg)
СИНАПТИЧНА ПЛАСТИЧНІСТЬ забезпечується утворенням дендритних шипиків (dendritic spine), які формують
long-term potentiation (LTP) або long-term depression (LTD)
![Page 18: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/18.jpg)
Довготривала потенціація (LTP) вiдтворюється шляхом високочастотної стимуляції (наприклад, 100 разів в сек, тричі із 20-секундними проміжками)
Довготривала депресія (LTD) вiдтворюється шляхом низькочастотної стимуляції (наприклад, 1 – 3 рази в сек протягом 15 хв)
![Page 19: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/19.jpg)
МОЛЕКУЛЯРНІ МЕХАНІЗМИ ПАМ’ЯТІ
NOBEL LECTUREThe Molecular Biology of
Memory Storage: A Dialog between Genes and Synapses
![Page 20: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/20.jpg)
Майбутній вчений народився y сім'ї ортодоксальних євреїв-ашкеназі, вихідців з України!
Мати Еріка, Шарлотта Зімельс, народилася 1897 року у Коломиї. Його батько,
Герман Кендел, народився 1898 року у бідній родині в Олесько, що знаходиться неподалік Львова. До
початку Першої світової війни, його батьки переїхали у Відень (Австрія), де зустрілися й
одружилися у 1923 році.
![Page 21: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/21.jpg)
“If you want to understand the brain you’re going to have to
take a reductionist approach, one cell at a time”
Harry Grundfest
![Page 22: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/23.jpg)
cAMP response element (CRE)-bindingprotein (CREB)
![Page 24: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/24.jpg)
![Page 25: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/25.jpg)
cAMP response element (CRE)-
bindingprotein (CREB)
активується при
синаптичній передачі
![Page 26: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/26.jpg)
CCAAT-enhancer-binding proteins (or CCAAT-enhancer-binding proteins (or C/EBPC/EBPs)s)
![Page 27: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/27.jpg)
Egr1 (англ. Egr1 (англ. early growth response 1early growth response 1,, Zif258 Zif258) ) - фактор транскрипции- фактор транскрипции із цинковимиіз цинковими
пальцямипальцями
![Page 28: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/28.jpg)
Нокаут Нокаут Zif258Zif258 спричинює підвищення спричинює підвищення експресії протеасоми та порушення експресії протеасоми та порушення
синаптичної пластичностісинаптичної пластичності
![Page 29: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/29.jpg)
Нокаут Нокаут Zif258Zif258 спричинює підвищення спричинює підвищення експресії протеасоми та порушення експресії протеасоми та порушення
синаптичної пластичностісинаптичної пластичності
![Page 30: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/30.jpg)
Білок-мішень
УбіквітинE1
ПРОТЕАСОМА
20S cубодиниця
-кільце
-кільце
19S cубодиниця
УБІКВІТИН-ЗАЛЕЖНИЙ ПРОТЕАСОМНИЙ ПРОТЕОЛІЗ
![Page 31: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/31.jpg)
![Page 32: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/32.jpg)
Ретроелементи нашого/їхнього геному
![Page 33: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/33.jpg)
Ретроелементи нашого/їхнього геному
![Page 34: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/36.jpg)
![Page 37: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/37.jpg)
ЕПІГЕНЕТИКА – розділ генетики, що вивчає зміни в генетичному
апараті, що не пов`язані з порушенням послідовності нуклеотидів у ДНК
![Page 38: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/38.jpg)
ЕПІГЕНЕТИКА – ЦЕ ЖИТТЯ ГЕНОМУ
![Page 39: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/39.jpg)
Основні механізми епігенетичних
змін:метилювання генів
та модифікація гістонів
(ацетилювання, метилювання,
фосфорилювання, тощо)
![Page 40: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/40.jpg)
Метилування СрG пригнічує експресію генів
![Page 41: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/41.jpg)
* 5-AZA – 5-azacytidine
![Page 42: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/42.jpg)
* NaB - sodium butyrate
![Page 43: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/43.jpg)
![Page 44: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/44.jpg)
Brian G. Dias, Kerry J. Ressler Parental olfactory experience influences behavior and neural structure in subsequent generations
![Page 45: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/45.jpg)
![Page 46: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/46.jpg)
RETT SYNDROME
![Page 47: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/47.jpg)
MECP2 (methyl CpG binding protein 2)
![Page 48: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/48.jpg)
03.05.23 Cell Stem Cell 2013 13, 446-458DOI: (10.1016/j.stem.2013.09.001)
![Page 49: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/49.jpg)
![Page 50: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/50.jpg)
ммікроРНК – малі двохланцюгові некодуючі ікроРНК – малі двохланцюгові некодуючі РНКРНК
Основна функція miRNA - пригнічення трансляції білків
У людини описано >2000 генів, що кодують miRNA (www.ensembl.org)
![Page 51: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/51.jpg)
![Page 52: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/52.jpg)
![Page 53: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/53.jpg)
![Page 54: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/54.jpg)
![Page 55: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/55.jpg)
![Page 56: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/56.jpg)
![Page 57: Молекулярні механізми пам`яті](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062904/5880964f1a28abd8158b49b1/html5/thumbnails/57.jpg)