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.