物理科技生物学-PHYICA

突触蛋白在保持记忆方面起着至关重要的双重作用

医学研究 2022-08-31 21:52:16

Ap基因突变的苍蝇没有翅膀

学分:东京都大学 东京都大学的研究人员对长期记忆的生物化学有了深入的了解

通过对果蝇的研究,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

它不仅与池辅因子结合,帮助维持记忆,而且还独立地调节某些神经递质,帮助长期巩固

像这样的见解预示着治疗记忆相关疾病的新方法

记忆往往是流动的

但是,当某些事件重复发生或产生强烈影响时,这些事件的记忆可以被整合到我们的大脑中进行长期储存(长期记忆,LTM),并保持很长时间

记忆的生物化学非常复杂,科学家们现在才开始了解它是如何工作的

由东京都大学坂井高尾教授领导的一个团队一直在研究果蝇,一种研究得很好的模式生物,寻找记忆在动物中如何工作的答案

在最近的研究中,他们发现了一种著名的发育调节因子Aptral(Ap)的作用,Aptral是一种在苍蝇身体发育中起主要作用的蛋白质

“无翅”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,已知Ap即使在身体成熟后仍保持活性

为什么会这样仍然是个谜

现在,研究小组已经证实带有Ap突变的苍蝇的长期记忆有问题:Ap在成年人中的表达是它们如何回忆过去事件的关键,在这种情况下,是来自求偶抑制的压力

更详细地看,他们发现aptural在记忆中扮演着两个非常重要的角色

通过观察果蝇的大脑,他们在两个地方发现了aptualic,蘑菇体,昆虫大脑中负责学习和记忆的结构,以及负责行为唤醒和睡眠的时钟神经元

在蘑菇体中,发现Ap与一个叫池的辅助因子协同工作,帮助维持长期记忆

更具体地说,Ap/Chi复合物充当转录因子,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似乎是独立工作的

通过与Ap突变体的比较,他们发现Ap有助于调节γ-氨基丁酸受体的反应,γ-氨基丁酸受体负责对一种被称为γ-氨基丁酸(GABA)的关键神经递质做出反应

来自γ-氨基丁酸受体的适量活动有助于激发巩固记忆所需的大腹侧(l-LNvs)时钟神经元

在证实这一机制的实验中,该团队甚至可以通过人工抑制γ-氨基丁酸受体的表达来对抗Ap突变的一些影响

长期记忆保存在蘑菇体内,蘑菇是果蝇大脑的记忆中心

Ap/Chi复合物作为转录因子,允许关键基因发挥作用

Ap还负责时钟神经元的整合,调节γ-氨基丁酸受体的活性

学分:东京都大学 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也有望洞察哺乳动物的记忆;哺乳动物的蛋白质具有与Ap非常相似的功能

该团队希望他们的突破能带来治疗记忆障碍和创伤的新方法

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