最新:清華大學鍾毅團隊發現長期記憶形成的機制

2019-10-15     愛科學愛自然

長期記憶(LTM)難以形成,因為它需要反覆努力進行獲取。整合理論表明,LTM需要數小時才能將不穩定的內存轉換為LTM。這個過程需要合成支持突觸形態持久變化的新蛋白質。在果蠅厭惡性嗅覺調節的情況下,持續至少7天的LTM形成需要進行間隔性重複訓練,以誘導轉錄因子介導的數小時整合。相反,單次訓練產生的記憶僅產生短期,中期和抗麻醉性記憶成分,這些成分在24 h內會大量衰減。

最近,清華大學鍾毅團隊在Nature Communications 上發表題為「Long-term memory is formed immediatelywithout the need for protein synthesis-dependent consolidation in Drosophila」的文章,發現相同的單次試驗訓練會誘發一個潛在的記憶成分,該成分持續至少14天而不會衰減,即無需蛋白質合成依賴性整合即可立即形成長期記憶。



由於大多數研究僅使用間隔訓練方案引出LTM,並且由於LTM依賴於蛋白質合成,因此研究人員進一步確定了cLTM是否需要依賴蛋白質合成的整合。這種持久記憶的形成與蛋白質合成無關,因為施用蛋白質合成抑制劑環己醯亞胺(CXM)對cLTM的形成沒有影響,而相同的處理可以阻止LTM的形成。為支持這一觀點,在轉基因果蠅(UAS-RICIN; nSyb-Gal4)中,通過泛神經元表達RICIN34(一種蛋白質失活的真核核糖體)來抑制蛋白質合成也對cLTM的形成沒有影響。

通過cAMP反應元件結合蛋白2(CREB2b)的阻遏物亞型的泛神經元表達(UAS-dCREB2b; nSyb-Gal4)進一步證實了這種獨立性,據報道該蛋白在轉基因果蠅中阻斷LTM5(對cLTM沒有影響)。此外,經典的學習和記憶rutabaga(rut)突變體rut1和rut2080,其cAMP合成減弱,表現為正常的cLTM。因此,提供的數據強烈表明cLTM的形成不需要蛋白質合成。





已有研究表明不能立即形成長期記憶(LTM),因為它必須經歷依賴蛋白質合成的鞏固過程。但是,當前的研究使用果蠅厭惡嗅覺調節來表明這種過程對於相關的LTM(cLTM)是必不可少的。單次試驗調節可立即產生cLTM,該過程以不依賴蛋白質合成的方式立即形成,並且持續14天沒有衰減。與傳統LTM的檢索不同,後者僅需要條件氣味並由蘑菇體神經元介導,而cLTM召回既需要條件氣味,又需要恢復訓練環境。它通過連接到多個感覺大腦區域的側角神經元介導。如果阻止了來自這些中心之一的突觸傳遞,則cLTM將無法檢索,其效果類似於在檢索過程中更改編碼的效果。該研究提供了強有力的證據,表明無需整合即可輕鬆形成長期記憶。

原文連結:

https://www.nature.com/articles/s41467-019-12436-7

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/pZEzz20BMH2_cNUgPU0I.html