來自約翰霍普金斯大學的研究人員發(fā)現(xiàn)一種被人們普遍接受的長期記憶形成模型存在缺陷。在發(fā)表于1月2日《自然》（Nature）雜志上的一項新研究中,，研究人員證實缺失一種據(jù)稱在記憶構建中起重要作用的酶的小鼠,，實際上能夠像正常小鼠一樣形成長期記憶。
約翰霍普金斯大學醫(yī)學院神經(jīng)科學系教授及主任Richard Huganir博士說：“當前人們普遍接受的理論是,，當你在學習某些東西的時候,，你會增強腦細胞之間稱作突觸的連接。問題在于,，這種增強到底是如何發(fā)生的,？”
紐約州立大學Todd Sacktor領導的一個研究小組認為，這一過程的關鍵在于他們發(fā)現(xiàn)的一種稱作PKM-zeta的酶,。2006年,，Sacktor研究小組制造出了一種似乎能夠?qū)Ｒ蛔钄郟KM-ζ的分子。當他們將這種命名為ZIP的分子給予小鼠時,，ZIP 消除了小鼠已有的長期記憶,。這一分子引起了致力挖掘記憶消除社會和倫理意義的那些報告者和博客作家的廣泛關注。
然而對于研究人員而言,，ZIP令人感到興奮主要是因為它可以作為研究PKM-ζ的一種手段,。“從2006年以來，有大量關于PKM-ζ和ZIP的論文發(fā)表,。但是卻無人知道PKM-ζ的作用,。我們認為了解該酶的靶標，可能會告訴我們許多關于記憶儲存和維持機制的信息,，” Huganir研究小組成員Lenora Volk博士說,。
在當前的研究中，Volk和研究組成員Julia Bachman構建出了PKM-ζ基因敲除小鼠,。目的在于比較遺傳修飾小鼠與正常小鼠之間的突觸,，找出該酶作用機制的線索。
然而,，Volk說：“我們得到的根本不是我們所預期的,。我們本以為突觸的增強能力會受損，但情況卻并非如此,。”缺乏PKM-ζ的小鼠的大腦與其他的小鼠并無差別,。此外，少PKM-ζ的小鼠的突觸對于記憶消除分子ZIP的反應與正常小鼠的突觸一樣,。
研究小組于是猜想：在缺乏PKM-ζ的情況下,，小鼠大腦是否建立了一條替代的突觸構建信號,，就如同盲人利用其他的感官來收集更多信息一樣。于是研究人員構建出了一種所謂的條件性基因敲除小鼠：這些PKM-ζ基因功能正常的小鼠當被給予一種藥物時,，PKM-ζ基因可被突然關閉 ,。這樣的成體小鼠沒有機會形成一條途徑繞過基因喪失。然而,，這些條件性基因敲除小鼠的突觸仍然就像正常小鼠中的突觸一樣,，能夠?qū)Υ碳ぷ龀龇磻?/p>
研究人員認為，這意味著PKM-ζ并非如從前研究所表明的那樣,，它不是關鍵的長期記憶分子，盡管它有可能在記憶中發(fā)揮某些作用,。Volk 說：“我們并不知道這種ZIP肽的真正作用,。找出它的靶標將是相當重要的，因為這樣我們才能在分子水平上開始了解突觸增強的機制,，以及響應刺激的記憶形成機制,。”(生物谷Bioon.com)
doi:10.1038/nature11802
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PKM-ζ is not required for hippocampal synaptic plasticity, learning and memory
Lenora J. Volk Julia L. Bachman Richard Johnson Yilin Yu Richard L. Huganir
Long-term potentiation (LTP), a well-characterized form of synaptic plasticity, has long been postulated as a cellular correlate of learning and memory. Although LTP can persist for long periods of time1, the mechanisms underlying LTP maintenance, in the midst of ongoing protein turnover and synaptic activity, remain elusive. Sustained activation of the brain-specific protein kinase C (PKC) isoform protein kinase M-ζ (PKM-ζ) has been reported to be necessary for both LTP maintenance and long-term memory2. Inhibiting PKM-ζ activity using a synthetic zeta inhibitory peptide (ZIP) based on the PKC-ζ pseudosubstrate sequence reverses established LTP in vitro andin vivo3, 4. More notably, infusion of ZIP eliminates memories for a growing list of experience-dependent behaviours, including active place avoidance4, conditioned taste aversion5, fear conditioning and spatial learning6. However, most of the evidence supporting a role for PKM-ζ in LTP and memory relies heavily on pharmacological inhibition of PKM-ζ by ZIP. To further investigate the involvement of PKM-ζ in the maintenance of LTP and memory, we generated transgenic mice lacking PKC-ζ and PKM-ζ. We find that both conventional and conditional PKC-ζ/PKM-ζ knockout mice show normal synaptic transmission and LTP at Schaffer collateral–CA1 synapses, and have no deficits in several hippocampal-dependent learning and memory tasks. Notably, ZIP still reverses LTP in PKC-ζ/PKM-ζ knockout mice, indicating that the effects of ZIP are independent of PKM-ζ.
