Vai visa atmiņa glabājas tikai vienā dīvainā molekulā? 0
Vilma Veldre, “Planētas Noslēpumi”, AS “Latvijas Mediji”
Pētnieki aizvien biežāk pievēršas tēmai saistībā ar atmiņas fenomenu, vispirms jau cenšoties noskaidrot: kad un kā pirmo reizi vispār radās atmiņas funkcija? Vēstīts, ka šajā jomā īstens izrāviens noticis 1995. gadā, kad izdevās identificēt olbaltumvielu ‘Arc’ – pētnieki konstatēja, ka tās loma neironos notiekošajās plastiskajās izmaiņās ir ar izšķirošu nozīmi atmiņas veidošanai. Proti, šai olbaltumvielai ir liela nozīme. Taču burtiski nesen jaunākie atklājumi pauž, ka aina ar ‘Arc’ sāk kļūt aizvien interesantāka.
I
Izdevumā Cell nesen publicētajā atskaitē par savu pētījumu ASV pavalsts Jutas universitātes, Dānijas galvaspilsētas Kopenhāgenas universitātes un britu Kembridžas Molekulārās bioloģijas laboratorijas pētnieku apvienotā grupa apgalvojusi, ka ‘Arc’ savu vietu smadzenēs ieņēmusi absolūtas nejaušības rezultātā pirms vairākiem miljoniem gadu. Proti, līdzīgi tam, kā zinātnieku ieskatā mitohondriji mūsu šūnās radušies sākotnēji kā baktērijas, kas pārņēmušas mūsu tālīno senču šūnas, tā olbaltumviela ‘Arc’, visdrīzāk, sākotnēji bijusi vīruss.
To, ka šajā reizē pētniekiem izdevies atrast kaut ko ļoti būtisku, viņi sapratuši pēc tā, kad saņēma ‘Arc’ attēlu, kas bija ļoti līdzīgs vīrusa kapsīdai – izoedriskam olbaltuma apvalkam, kurā iekļauts vīrusa ģenētiskais materiāls nolūkā to infekcijas laikā nosūtīt saimnieka šūnās. Amerikāņu profesors Džeimss Šepards, kurš darbojies neirobioloģijā, anatomijā, bioķīmijā un oftalmoloģijā un konkrēti olbaltumvielu ‘Arc’ pētījis jau vismaz 15 gadus, teicis, ka ilgu laiku pētnieki ļoti maz vispār zinājuši par ‘Arc’ molekulāro funkciju vai evolucionāro vēsturi, un, patiesību sakot, viņš pats personīgi jau teju vai bija zaudējis jebkādu interesi par šo olbaltumvielu un gandrīz jau atmetis tai ar roku, taču, uzzinot par kapsīdām, arī viņš sapratis, ka beidzot izdevies atrast kaut ko patiešām ļoti interesantu.
Galvenā problēma, kas allaž traucējusi neirobiologiem izprast atmiņas būtību, esot tāda, ka olbaltumvielas, izrādās, tikai ļoti neilgi uzglabājas smadzenēs, lai arī atmiņas, kā zināms, turpinās visu cilvēka dzīvi. Tāpēc, lai šīs atmiņas saglabātos, ir jāīstenojas plastiskajām izmaiņām, proti, neironu struktūrām jāmainās atmiņas konsolidācijas rezultātā. Un šajā momentā tad arī spēlē iesaistās olbaltumviela ‘Arc’. Iepriekš veiktie pētījumi ar laboratorijas grauzējiem apliecinājuši, ka ‘Arc’ izjauc atmiņas konsolidāciju, un tas savukārt dod iespēju izvirzīt pieņēmumu par to, ka olbaltumvielai ‘Arc’ patiešām piemīt ļoti liela nozīme neironu plastiskumā.
Pētnieki jau faktiski bija atmetuši cerības uzdurties šādiem būtiskiem pierādījumiem, kas skaidri norāda uz olbaltumvielas ‘Arc’ kā vīrusa sākotnējo izcelšanos, par ko tātad vēstī jaunāko pētījumu rezultāti. Tā kā pētnieku grupai nācās ļoti nopietni pārbaudīt šo teoriju, viņi vispirms noskaidroja to, vai patiešām olbaltumviela ‘Arc’ darbojas kā vīruss. Izrādās, kapsīds ‘Arc’, zinātniski izsakoties, inkapsulē savu personīgo RNS. Pēc tā, kad tos ievietoja peles smadzenēs, kapsīdi pārnesa savu RNS uz peļu smadzeņu šūnām – tieši tādā veidā, kā tas notiek vīrusa infekcijas gadījumā.
Viena no šā kolektīvā pētījuma vadošajām autorēm filozofijas doktore Elisa Pastuzina paudusi, ka sākotnēji pētnieku grupa uzsākusi tieši šo pētījumu virzienu, labi zinot, ka olbaltumviela ‘Arc’ visos iespējamos aspektos ir ļoti īpaša, taču, kad viņi ieraudzījuši, ka tā spēj īstenot savas RNS pārnešanu no šūnas uz šūnu, viss kolektīvs juties mēreni satriekts. Katrā ziņā neviens cits pētniekiem zināmais tā dēvētais nevīrusu olbaltums tā nerīkojas. Un pētnieki arī izteikuši aizdomas par to, ka vīrusa un zīdītāja šāda veida “sadarbība” iesākusies aptuveni pirms 350 līdz 400 miljoniem gadu, kad retrotranspozons – mūsdienu retrovīrusu priekštecis – ar savu DNS iekļuva četrkājainajā būtnē.
Tieši tāpat zinātnes ļaudīm esot aizdomas par to, ka tas tā noticis pat vairākas reizes. Un tajā gadījumā, ja šajā aspektā pētniekiem izrādīsies taisnība, varēs droši apgalvot, ka šis pētījums faktiski tikai vēl vairāk sarežģījis dzīvības evolūcijas izpratnes ainu, vismaz tādā izpratnē, kādā mēs to pagaidām zinām. Daudzas mutācijas notikušas ne tikai nejauša gadījuma rezultātā, taču, visdrīzāk, cilvēki vienkārši aizņēmušies visu bioloģiju no citām šūnām un citiem organismiem, lai vispār šeit nokļūtu. Un tādējādi ikvienā no mums joprojām turpina dzīvot kaut kas mazliet no viņu mistiskās izcelšanās vēstures.
II
Atgriežoties pie strikti zinātniskajām pozīcijām, papildus var anotēt, ka neironu gēns ‘Arc’ ir nepieciešams nolūkā ilgstoši uzglabāt informāciju zīdītāja smadzenēs, īsteno dažādas plastiskuma sinaptiskās formas un ir saistīts ar neiroattīstības traucējumiem. Tostarp joprojām ļoti maz zināms par ‘Arc’ molekulāro funkciju un tā evolucionāro izcelšanos. Pagaidām izejas punkts ir pieņēmums, ka ‘Arc’ vienkārši pašsavācas vīrusveidīgos kapsīdos, kas vēlāk inkapsulē RNS.
Savukārt endogēnā olbaltumviela ‘Arc’ no neironiem atbrīvojas ārpusšūnu vezikulās, kas savukārt tad arī tiešā veidā īsteno ‘Arc’ mRNS pārnešanu jaunās šūnās–mērķos, kur tā pakļaujas aktīvi atkarīgai translācijai. Attīrītie ‘Arc’ kapsīdi endocitējas un kļūst spējīgi pārnest ‘Arc’ mRNS uz neironu citoplazmu.
Savukārt tas jau norādot uz to, ka ‘Arc’ piemīt molekulārās īpašības, kas ir ļoti radnieciskas retrovīrusu ‘Gag’ olbaltumvielām. Evolucionārā analīze esot uzrādījusi, ka ‘Arc’ nāk no retrotranspozonu ‘Ty3/Gypsy’ mugurkaula līnijas, kas arī ir uzskatāmi par retrovīrusu priekštečiem. Šie dati ļaujot uzskatīt, ka retroelementi ‘Gag’ savulaik evolūcijas gaitā ir pārprofilēti, lai nervu sistēmā varētu īstenoties starpšūnu komunikācija.
Un vēl viena piebilde. Neskatoties uz atmiņas un “evolūcijas” materiālistisko koncepciju, kopumā šis jaunatklājums uzskatāms par patiešām brīnišķīgu. Un tajā gadījumā, ja zinātnes ļaudis spētu atbrīvoties no priekšstata par materiālistisko atmiņas uzglabāšanu un pilnībā nejaušo evolūciju, iespējams, zinātne jau visdrīzākajā laikā varētu spert izšķirīgi lielus soļus virzienā uz izpratni par to, kā tad īsti darbojas unikālais smadzeņu mehānisms.
