某種與RNA結(jié)合的神秘蛋白被發(fā)現(xiàn)在大鼠記憶的形成過程中起著重要的作用。我們第一次將特定的化學(xué)分子與突觸可塑性和生物個體的學(xué)習(xí)能力聯(lián)系起來，相信對這一發(fā)現(xiàn)的深入研究將挖掘出很大的潛力和廣泛的應(yīng)用前景。
宇園國際mpg科學(xué)家們在試驗(yàn)中抑制白鼠身體中一種叫做Staufen同系物2(Stau2)的蛋白質(zhì)的合成，發(fā)現(xiàn)這使得大鼠的學(xué)習(xí)能力受到了明顯的影響——該蛋白質(zhì)水平較低的大鼠與正常水平的大鼠相比，出現(xiàn)了顯著的記憶障礙。
每當(dāng)我們學(xué)到新的東西時，我們的大腦結(jié)構(gòu)都會發(fā)生微妙的變化，將新的信息存儲在所謂的“可塑性突觸”中。
這種持續(xù)性的分子級別的變化被編碼在信使RNA(mRNA)分子中，信使分子到達(dá)某個激活位點(diǎn)并編程制作出特定的蛋白質(zhì)以幫助大腦獲得新的信息。
慕尼黑大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Michael Kiebler在去年的一項(xiàng)研究中指出，Stau2是幫助將mRNA導(dǎo)向神經(jīng)元突觸的蛋白質(zhì)——突觸是神經(jīng)元與另一個神經(jīng)元或靶細(xì)胞之間的交流點(diǎn)。
但是我們對它在學(xué)習(xí)和記憶形成過程中所扮演的角色仍然知之甚少。
所以Kiebler和他的德國曼海姆大學(xué)以及西班牙塞維利亞大學(xué)的同事們決定訓(xùn)練帶有Stau2缺陷的老鼠，從而實(shí)際觀察它的學(xué)習(xí)能力所受的影響。
Kiebler說：“這項(xiàng)工作使我們第一次將特定的分子因子——RNA結(jié)合蛋白Stau2——與突觸可塑性和學(xué)習(xí)能力聯(lián)系了起來。此外，我們的方法有望對間接學(xué)習(xí)能力的分子機(jī)制產(chǎn)生全新的認(rèn)識?！?/span>
老鼠在試驗(yàn)中被指派了各式各樣的任務(wù)，比如說找到一個隱藏的平臺，好讓他們逃離水迷宮，或者意識到它們回到了曾經(jīng)經(jīng)過的迷宮區(qū)域，而不是進(jìn)入了全新的陌生環(huán)境。
當(dāng)大鼠第一次完成學(xué)習(xí)之后，科學(xué)家在一分鐘的中場休息之后，開始同樣任務(wù)的第二輪實(shí)驗(yàn)。受損組和對照組在第二輪任務(wù)中的表現(xiàn)同樣良好。
然而，當(dāng)這個間隔增加到30分鐘，然后達(dá)到6個小時，與對照組相比，Stau2缺陷的實(shí)驗(yàn)白鼠在迷宮中出現(xiàn)明顯的遲疑和行動緩慢，表明了Stau2缺陷對老鼠的空間記憶產(chǎn)生了負(fù)面影響。
Kiebler說：“總的來說，長期記憶能夠繼續(xù)發(fā)揮作用，老鼠仍然能夠?qū)W習(xí)如何找到食物來源。但是當(dāng)缺陷體被要求回憶在很長時間以前學(xué)到的東西時，它們的表現(xiàn)比正常的動物要差很多。”
宇園國際mpg研究人員還測量了海馬突觸間信號傳遞的效率，發(fā)現(xiàn)了長時程增強(qiáng)(LTP，一種增強(qiáng)突觸效率的機(jī)制)和長期抑制(LTD，減弱突觸傳遞并斷開連接)機(jī)制受到了影響。
Stau2水平較低的大鼠LTP增加，LTD減少——表明蛋白質(zhì)缺乏會增加突觸反應(yīng)的頻率。
Kiebler說：“LTP以往被認(rèn)為在細(xì)胞層面的學(xué)習(xí)模式中發(fā)揮作用，但是我們的結(jié)果表明， LTP到LTD之間的平衡，十分的重要。
工作人員指出，需要進(jìn)一步的研究來確定Stau2在學(xué)習(xí)和記憶的不同階段所扮演的角色，以及LTP和LTD各自產(chǎn)生的影響和相互之間的關(guān)系。
這項(xiàng)宇園國際mpg研究已經(jīng)在《基因生物學(xué)》(Genome Biology)上發(fā)表。
