
我们总是怀着记忆,又去创造新的记忆。但是,为什么有些记忆在一段时间后就消逝了,而另一些记忆却能够永远存在呢?托斯尔斯医学研究所的科学家们近期发现了一种人们存在某些长期记忆的生物学机制,这种机制与一种特殊的脑部细胞有关。
这些研究由Kausik Si博士主导,他和他的团队在近期的权威期刊Cell上发表了研究成果。他们的研究建立在哥伦比亚大学的Si和Eric Kandel的前期探索之上,结果显示,短期和长期记忆的产生都与神经突触有关,神经突触是连接神经元细胞的一些微小连接体。Si提到,一个短暂的经历就可以使神经突触之间的连接发生持久变化。
为了使得记忆保持长久,那么神经突触间的联系就需要保持强大。在先前的研究中,Kandel和Si证实了在海参中CPEB蛋白在维持突触间连接的稳定中发挥着重要作用。接下来的研究中,Si和他的团队又证实了在果蝇中Orb2蛋白发挥着与CPEB蛋白相似的维持突触连接的生物学作用。
在他们最新的研究中,本人的第一作者,Si实验室中的研究者Mohammed ‘Repon’ Khan发现,Orb2通常以单体和低聚体两种形态存在,Orb2单体能够与其他一些分子相结合。与CPEB类似,Orb2低聚体与朊病毒类似,是一种能够自我复制的分子。但是,与能够导致疾病的朊病毒不同,Orb2低聚体和CPEB没有毒性。
文章中作者描述了Orb2单体是如何抑制一些与蛋白合成相关的细胞内通路情况,然而Orb2低聚体却能激活这些过程。在这些重要的细胞内过程中,信使RNA(mRNA)携带遗传信息,指导蛋白质的最终合成。
Khan说道,“我们认为,Orb2单体能够与相应mRNA结合,而使这些mRNA处于被抑制的状态”。
斯托尔斯的科学家们还发现与低聚体Orb2不仅能够激活蛋白质翻译过程,而且能够影响到它附近的Orb2单体。结果是Orb2单体也被转化为低聚体Orb2,而使得它的功能从抑制蛋白质合成到激活。Si认为低聚体Orb2呈现出“开关”效应,这种效应可能与维持人们长久记忆过程有关。
本次研究发现Orb2的两种形式在体内呈现出相反的生物学作用,首次揭示了与突触相关的长期记忆的存在的生物化学机制。