ИССЛЕДОВАНИЕ УЧАСТИЯ ЛАБИЛЬНОСТИ ЦИТОСКЕЛЕТА В ФОРМИРОВАНИИ И ЗАПОМИНАНИИ НЕЙРОНАЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ

Запара Т. А., Симонова О. Г., Ратушняк А. С.
Институт вычислительных технологий СО РАН, КТИ ВТ СО РАН, Новосибирск
В качестве модели использовали изолированные нейроны и реконструированные in vitro нейронные сети. Такая модель позволяет создавать на отдельных участках клетки зоны пластичности и инструментально регистрировать изменения, происходящие в процессе выработки нейрональных реакций. Ранее нами было показано, что нарушения динамических перестроек цитоскелета, вызванные экзогенными лигандами актина и тубулина. оказывают влияние на реализацию, сохранение и повторную выработку пластических реакций. Можно предположить, что первой реакцией клетки на воздействие может быть нарушение связей мембранных структур с кортикальным актиновым цитоскелетом. Для проверки этого предположения структуры цитоскелета модифицировали гелсолином - белком, активируемым ионами кальция и модулирующим разборку актиновых нитей цитоскелета. Работа проведена на культивируемых нейронах Lymnaea Stagnalis (возраст 0,5-1,5 года), изолированных при помощи ферментативной обработки. Выбранная модель выработки пластических реакций и экспериментальные приемы позволили локально изменять состояние цитоскелета, не нарушая его функции по всему объему клетки. Для формирования пластических реакций использовалась электростимуляция участков мембраны (8-10 мкм) изолированных нейронов. Критерием выработки служило появление подпороговых ответов на стимул, исходно вызывавший генерацию потенциалов действия, и сохранение этих ответов несколько минут. Регистрировались ионные токи всей клетки и на нескольких участках мембраны, конфигурация whole-cell и loose patch-clamp и оптические характеристики исследуемых зон нейрона. Гелсолин вызывал значительное уменьшение входящих ионных токов и подавлял развитие реакции привыкания на электрическую стимуляцию. Таким образом, было показано, что реакция клетки на внешний сигнал может зависеть не только от характера сигнала, но и от состояния кортикального актинового цитоскелета зоны воздействия, т.е. от пространственной локализации клеточных структур на этом участке неирона. Эти данные подтверждают предположение, что белки, модулирующие динамическую подвижность цитоскелета и активируемые вторичными посредниками, могут принимать участие в трансляции информации об экстраклеточной среде в микроизменения клеточной архитектуры и таким образом обусловливать специфику пластических реакций.