Нейробиологи из Колорадского университета в Боулдере изучили три изоформы белка AKT и установили, что каждая из них играет роль в разных процессах, идущих в различных областях головного мозга. Некоторые из них практически на связаны с запоминанием и хранением информации. Научная статья о роли белка AKT в процессах памяти опубликована в журнале eLIFE.

Ученым уже было известно, что AKT — это фермент, ускоряющий ряд биохимических реакций, а именно присоединяющий остатки фосфорной кислоты к ряду белков. Его деятельность важна для происходящих на молекулярном и клеточном уровнях процессов, обеспечивающих запоминание информации. У животных с мутациями в гене AKT нарушено функционирование мозга. Часто при этом у них ухудшена память по сравнению со здоровыми сверстниками.

Также исследователи знали, что у AKT есть несколько изоформ — молекул одного и того же белка, отличающихся друг от друга либо одной-двумя аминокислотами (из многих тысяч), либо только трехмерной структурой молекулы «в свернутом виде», либо и тем и другим. Как правило, изоформы одного и того же фермента обладают различными свойствами. Поэтому авторы обсуждаемой статьи попробовали установить, одинаково ли воздействуют три изоформы AKT (AKT1, AKT2 и AKT3) на протекающие в головном мозге процессы.

С помощью флуоресцирующих антител к AKT1, AKT2 и AKT3 они установили, в каких областях мозга какая изоформа белка экспрессируется. У некоторых использованных в эксперименте животных были «выключены» определенные гены, задействованные в конкретных процессах внутри нервных клеток. Комбинируя эти и несколько других методов, исследователи уточнили функции различных изоформ AKT в центральной нервной системе.

Белок AKT, играющий значительную роль в запоминании информации, бывает нескольких типов, каждый из которых влияет на разные процессы в нервных клетках.

Они выяснили, что AKT1 необходим для долговременной потенциации — процесса длительностью в несколько десятков часов, при котором передача сигналов между нейронами усиливается, а соединения между ними укрепляются. AKT2 вырабатывается клетками астроглии, помогающими восстанавливать нервную ткань после повреждений. А AKT3 способствует росту головного мозга.

Таким образом, различные изоформы «белка памяти» AKT оказывают неодинаковое влияние на нервную систему, что раньше не было известно. Соответственно, для лечения каждого отдельного нарушения, вызванного недостатком конкретной изоформы AKT, небходимо использовать разные препараты.