东京都市大学的研究人员已经取得了进展的见解进入生物化学长期记忆。通过研究果蝇,他们发现Apterous (Ap)蛋白在保持记忆方面起着至关重要的双重作用。它不仅与气辅因子结合以帮助维持记忆,而且还独立地调节某些神经递质并帮助长期巩固。像这样的见解为治疗记忆相关疾病提供了新的方法。
记忆往往是流动的。但当某些事件被重复或产生强烈影响时,这些事件的记忆可以在我们的大脑中巩固并长期存储(长期记忆,LTM),并在很长一段时间内保持。记忆的生物化学是非常复杂的,科学家们现在才开始研究它是如何工作的。
东京都大学酒井隆美教授领导的研究小组一直在研究果蝇果蝇,一种经过充分研究的模式生物,正在寻找动物记忆如何起作用的答案。在他们最近的研究中,他们发现了一种名为Apterous (Ap)的著名发育调节因子所起的作用,这种蛋白质在果蝇的身体发育中起着重要作用。“apterous”这个词的意思是没有翅膀;Ap基因突变的苍蝇通常没有翅膀。有趣的是,Ap在生理成熟后仍然活跃。为什么会出现这种情况仍然是个谜。
现在,研究小组已经证实,携带Ap突变的果蝇在长期记忆方面存在问题:Ap在成年果蝇中的表达是它们如何记住过去事件的关键,在这种情况下,来自求爱抑制的压力。通过更详细的研究,他们发现Apterous在记忆中起着两个非常重要的作用。通过观察果蝇的大脑,他们在两个位置发现了无翼虫,一个是蘑菇体,昆虫大脑中负责学习和记忆的结构,另一个是生物钟神经元负责行为唤醒和睡眠。
在蘑菇体中,Ap被发现与一种叫做Chi的辅助因子协同工作,帮助维持长期记忆。更具体地说,Ap/Chi复合物作为一种转录因子,将关键基因中的信息翻译成信使RNA,进而导致蛋白质的产生。然而,在时钟神经元中,Ap似乎单独起作用。通过与Ap突变体进行比较,他们发现Ap有助于调节GABA受体的反应,负责对一种被称为γ -氨基丁酸(GABA)的关键神经递质做出反应。来自GABA受体的适量活动有助于激发巩固记忆所需的大型腹侧(l-LNvs)时钟神经元。在证实这一机制的实验中,研究小组甚至可以通过人为抑制GABA受体的表达来对抗Ap突变的一些影响。
该团队的工作不仅展示了Ap帮助果蝇记忆工作的多种方式,而且他们揭示的详细生物化学特征也有望深入了解哺乳动物的记忆;哺乳动物的蛋白质和Ap的功能非常相似。研究小组希望他们的突破能带来治疗记忆障碍和记忆障碍的新方法创伤.