Cercetătorii au identificat mecanismul molecular care stă la baza formării imediate a memoriei
Institutul Național de Tehnologie a Informației și Comunicațiilor (NICT) a descoperit mecanismul molecular al facilitării sinaptice, un proces de întărire instantanee a transmiterii sinaptice, care ar putea constitui baza fiziologică a memoriei imediate.
Facilitarea sinaptică este un fenomen cunoscut de mult timp și a fost studiat de fiziologi de renume. Totuși, mecanismul său și semnificația sa biologică rămân neclare. Studiul recent a demonstrat că interacțiunea intramoleculară a unei proteine de legare a calciului, denumită Synaptotagmin 7 (Syt7), este esențială pentru facilitarea sinaptică, iar interacțiunea dintre domeniile Syt7 este necesară pentru memorie.
Folosind ca model animal musca Drosophila melanogaster, care este adecvată pentru analizele genetice, cercetătorii au obținut o nouă perspectivă asupra mecanismului general al memoriei, ceea ce ar putea conduce la noi abordări în tehnologia informației. Aceasta este prima elucidare a mecanismului molecular al Syt7, iar descoperirea ar putea fi aplicată în viitor în tratarea unor afecțiuni asociate cu Syt7.
Rezultatele acestui studiu au fost publicate în „Calcium sensing by C2A domain of Synaptotagmin 7 is required through the linker for both synaptic facilitation and memory” în Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America pe 21 septembrie 2026.
Memoria imediată se referă la capacitatea de a reține informația vizualizată sau auzită de curând. În acest context, cercetătorii s-au concentrat pe „facilitarea sinaptică”, un proces prin care acțiunile potențiale repetate cresc treptat transmisia sinaptică. Deși facilitarea sinaptică a fost investigată de fiziologi majori, mecanismul și semnificația sa biologică în creier nu au fost bine înțelese.
Prin analize extinse ale mutantelor Syt7, cercetătorii au utilizat sinapsele neuromusculare embrionare ale muscăi Drosophila, care sunt foarte plastice și potrivite pentru analize genetice complexe. Analiza a relevat că calciul rezidual după un potențial de acțiune anterior se leagă de domeniul C2A al Syt7, eliberând suprimarea mediată de C2B a transmisiei, ceea ce duce la o creștere a eliberării neurotransmițătorului. Această interacțiune intramoleculară a fost descoperită prin analize ample ale mutantelor Drosophila Syt7.
Mutantele cu defecte în interacțiunea intramoleculară au arătat fenotipuri severe atât în ceea ce privește facilitarea, cât și în memorie, evaluată prin sistemul de condiționare pavloviană. Rezultatele sunt conforme cu posibilitatea ca facilitarea sinaptică să fie, de fapt, o manifestare a memoriei imediate. Această ipoteză sugerează că mecanismul de comutare prin interacțiunea intramoleculară Syt7 ar putea fi rapid, facilitarea având loc și ea instantaneu.
Studiul nu se limitează doar la un mecanism de bază al memoriei, ci aduce și o importantă sugestie pentru aplicații medicale, având în vedere că este prima elucidare a modului în care Syt7 reglează fuziunea veziculelor. De exemplu, unele studii au arătat că pacienții cu tulburare bipolară prezintă o expresie redusă a Syt7. Această cercetare ar putea oferi o înțelegere mecanică a bolii, dacă ne imaginăm că Syt7 suprimă și eliberează neuromodulatori la acești pacienți. Suprimarea Syt7 la pacienții cu tulburare bipolară ar putea conduce la o eliberare excesivă a neuromodulatorilor precum serotonina sau dopamina.
Astfel, acest studiu ar putea deschide noi căi pentru îngrijirea medicală a bolilor asociate cu Syt7.
Facilitarea sinaptică, subliniată în acest studiu, este un fenomen restricționat la terminalele presinaptice. Totuși, activitatea postsinaptică este, de asemenea, implicată în memoria pe termen lung. Prin urmare, legătura dintre activitatea postsinaptică și facilitarea presinaptică, propusă în studiul anterior, ar putea oferi o mai bună înțelegere a principiului general al memoriei în viitor.
