日前，Science雜志上刊登的美國麻省理工神經(jīng)科學(xué)家們一項研究"Npas4 Regulates a Transcriptional Program in CA3 Required for Contextual Memory Formation"表明Npas4基因是控制記憶形成的主基因,。
當(dāng)人們經(jīng)歷新事件時,，大腦會以改變神經(jīng)元連接線路的方式給這件事編碼，以此形成記憶,。這一過程要打開神經(jīng)元中的許多基因,。最近，美國麻省理工神經(jīng)科學(xué)家找到了控制記憶形成過程的主基因,，并揭示了一些支持記憶形成的分子,。研究人員指出，該發(fā)現(xiàn)有助于最終找到記憶在大腦中的位置,。
此前研究顯示,，在面對新事件時，一種名為Npas4的基因會立刻打開,，而在海馬體腦區(qū),，該基因尤其活躍。麻省理工學(xué)院麥戈文腦研究院的林瑩希（音譯）領(lǐng)導(dǎo)的研究小組對Npas4基因進行了集中研究,。Npas4是一種轉(zhuǎn)錄因子,，能控制其他基因?qū)⑿畔?fù)制到信使RNA。
為了研究記憶形成的基因機制,，研究小組設(shè)計了一種背景恐懼訓(xùn)練：當(dāng)小鼠進入某個房間就給予溫和電擊,。幾分鐘后小鼠就學(xué)會了對房間感到恐懼，當(dāng)它們再次進入該房間時,，就會嚇得僵住不動,。當(dāng)他們把Npas4基因滅活后，小鼠就不能記起它們的恐懼訓(xùn)練,，僅滅活海馬體CA3區(qū)的該基因也有同樣效果,，但滅活海馬體其他部分的該基因，就沒有這種效果,。
研究發(fā)現(xiàn),，Npas4在訓(xùn)練的最初階段就已被打開，而且主要是在海馬體的CA3區(qū),。“這表明Npas4和其他活性控制基因不同,。”林瑩希說，“Npas4會打開一系列其他基因,，把經(jīng)歷和腦線路的最終改變結(jié)合起來,。”
論文第一作者、林瑩希實驗室研究生卡迪克·拉瑪莫西說：“我們認為,，Npas4是作為一種最初的起動器,，它可依次激活位于腦中各個適當(dāng)位置的所有其他下游標(biāo)靶,，最終它們會通過改變突觸抑制的方式或者其他某種我們還未理解的過程，修改突觸連接,。”
迄今為止,，研究人員已經(jīng)識別出少量由Npas4控制的基因，但他們認為這樣的基因可能有上百個,，下一步是找到更多這些基因,。他們還計劃進一步研究在形成記憶和提取記憶時，打開Npas4的神經(jīng)元是否相同,，這有助于找到那些存儲某個特定記憶的神經(jīng)元,。
“我們正在尋找記憶,。”拉瑪莫西說,，“由于Npas4的特殊打開方式，它能為我們指明記憶在什么地方,。通過標(biāo)記哪些細胞打開了這種基因,，就可能找到大腦中記憶的位置。”（生物谷Bioon.com）
doi:10.1126/science.1208049
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PMID:
Npas4 Regulates a Transcriptional Program in CA3 Required for Contextual Memory Formation
Ramamoorthi, Kartik; Fropf, Robin; Belfort, Gabriel M.; Fitzmaurice, Helen L.; McKinney, Ross M.; Neve, Rachael L.; Otto, Tim; Lin, Yingxi
The rapid encoding of contextual memory requires the CA3 region of the hippocampus, but the necessary genetic pathways remainunclear. We found that the activity-dependent transcription factor Npas4 regulates a transcriptional program in CA3 that isrequired for contextual memory formation. Npas4 was specifically expressed in CA3 after contextual learning. Global knockoutor selective deletion of Npas4 in CA3 both resulted in impaired contextual memory, and restoration of Npas4 in CA3 was sufficient to reverse the deficitin global knockout mice. By recruiting RNA polymerase II to promoters and enhancers of target genes, Npas4 regulates a learning-specifictranscriptional program in CA3 that includes many well-known activity-regulated genes, which suggests that Npas4 is a masterregulator of activity-regulated gene programs and is central to memory formation.
