Исследование сочетает точность антител с выбросом токсичного кислорода для инактивации нейронного белка и временного уничтожения памяти о страхе у мышей.
Доставка рецепторов химических мессенджеров (нейротрансмиттеров) к соединениям между нервными клетками (синапсам) имеет решающее значение для когнитивных процессов, таких как память. Один из способов понять функцию этих рецепторов - отключить их и наблюдать за результатом. Однако это информативно только в том случае, если инактивация точна в отношении пространства и времени. Многие методы, используемые для блокирования функций рецепторов, воздействуют как на клеточную поверхность, так и на внутренние формы белков, однако рецепторы нейротрансмиттеров обычно работают на клеточной поверхности. Работа в японских учреждениях, в том числе в Городском университете Йокогамы, Университете Осаки и Токийском университете, модифицировала индуцированные светом средства производства взрыва разрушительного кислорода (CALI: световая инактивация с помощью хромофора) путем включения антител для достижения специфичности в инактивации белка.. Об исследовании сообщается в журнале Nature Biotechnology.
Техника, известная как CALI, ранее применялась для исследования функций белков. Он использует световое облучение для создания временной токсичной формы кислорода, которая вызывает область повреждения короче, чем обычное расстояние межбелкового взаимодействия. В настоящей работе исследователи создали антитело против внешней части рецептора нейротрансмиттера GluA1, которое они пометили светочувствительной молекулой (фотосенсибилизатор). Антитело обладало необходимой специфичностью для инактивации ответов синапсов рецептора GluA1 как в культивируемых клетках, так и in vivo у мышей.
Команда вводила меченое антитело в гиппокамп, область мозга, отвечающую за память и навигацию, у мышей. Затем они оценили его влияние на формирование памяти, используя задачу обучения страху, в которой мыши перемещаются между светлыми и темными ящиками, получая электрический ток только в темных ящиках, чтобы научиться предпочитать светлые ящики. В более раннем исследовании команда показала, что эта задача требует доставки GluA1 в синапсы в гиппокампе крысы.
«В ответ на освещение гиппокампа мыши зеленым светом мы обнаружили, что мыши возвращаются в темные ящики быстрее, чем контрольные животные», - говорит первый автор исследования Киваму Такемото. «Это показало, что память о страхе была стерта инактивацией синаптического GluA1».
Специфичность процесса для рецептора типа GluA1 была показана путем изменения времени проведения CALI после того, как мыши впервые испытали задачу обучения страху. Введение CALI в течение 2 часов после первой задачи приводило к электрической активности, характерной для доставки рецепторов GluA1 к синапсам. Однако эта активность не обнаруживалась через 24 часа после первой задачи. Исследователи интерпретируют это как свидетельство замены рецепторов GluA1 рецепторами, содержащими родственный белок GluA2, что согласуется с тем фактом, что мыши, получавшие CALI в течение 24 часов, не теряют память о страхе.