Apterous 蛋白在保持记忆方面起着至关重要的双重作用

导读 东京都立大学的研究人员对长期记忆的生物化学有了深入的了解。通过研究果蝇,他们发现 Apterous (Ap) 蛋白在保留记忆方面起着至关重要的

东京都立大学的研究人员对长期记忆的生物化学有了深入的了解。通过研究果蝇,他们发现 Apterous (Ap) 蛋白在保留记忆方面起着至关重要的双重作用。它不仅与 Chi 辅助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。这些见解有望为治疗记忆相关疾病提供新的方法。

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在我们的大脑中巩固以进行长期存储(long-term memory,LTM)并长期保持。记忆的生物化学非常复杂,科学家们直到现在才开始了解它是如何运作的。

东京都立大学 Takaomi Sakai 教授领导的团队一直在研究果蝇,这是一种经过充分研究的模式生物,旨在寻找动物记忆如何运作的答案。在他们最近的研究中,他们发现了一种名为 Apterous (Ap) 的著名发育调节剂所起的作用,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 基因突变的果蝇通常没有翅膀。有趣的是,众所周知,即使在身体成熟后,Ap 仍保持活跃。为什么会这样仍然是个谜。

现在,该团队已经证实,带有 Ap 突变的果蝇的长期记忆存在问题:成年 Ap 的表达是它们如何记住过去事件的关键,在这种情况下,是来自求爱抑制的压力。更详细地观察,他们发现 Apterous 在记忆中扮演着两个非常重要的角色。观察果蝇的大脑,他们在两个位置发现了 Apterous,蘑菇体是昆虫大脑中负责学习和记忆的结构,以及时钟神经元中负责行为唤醒和睡眠的结构。

在蘑菇体中,Ap 被发现与一种称为 Chi 的辅助因子协同工作,有助于维持长期记忆。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,进而导致蛋白质产生。然而,在时钟神经元中,Ap 似乎是单独工作的。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,该受体负责对一种称为γ-氨基丁酸 (GABA) 的关键神经递质作出反应。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 - 外侧 (l-LNvs) 时钟神经元。在证实这种机制的实验中,该团队甚至可以通过人为抑制 GABA 受体的表达来抵消 Ap 突变的某些影响。