2018年5月14日

生物学家“转移”记忆

通过在受过训练的动物中提取核糖核酸(RNA)并将其注射到未经训练的动物中,可以在生物之间转移记忆,这在eNeuro发表的关于海蜗牛的研究中得到了证明。该研究为寻找记忆的物理基础提供了新的线索。信用:Bédécarrats et al., 电子神经 (2018)

加州大学洛杉矶分校的生物学家报告说,他们已经将记忆从一种海洋蜗牛转移到了另一只海洋蜗牛上,从而通过将RNA从另一只动物的另一只动物体内注入而创造出一种人工记忆。这项研究可能会导致减少RNA痛苦记忆并恢复丢失记忆的新方法。

这项研究的资深作者,加州大学洛杉矶分校(UCLA)整合生物学和生理学教授戴维•格兰茨曼(David Glanzman)表示:“我认为,在不久的将来,我们可能会利用RNA改善阿尔茨海默氏病或​​创伤后应激障碍的影响。”和神经生物学。该小组的研究报告于5月14日发布在 电子神经,神经科学学会在线杂志。

RNA或核糖核酸已广为人知,是一种细胞信使,可制造蛋白质并将DNA的指令传递给细胞的其他部分。现已理解,除蛋白质编码外,它还具有其他重要功能,包括调节与发育和疾病有关的多种细胞过程。

研究人员对一种叫做Aplysia的海洋蜗牛的尾巴进行了轻度的电击。蜗牛遭受了五次尾巴电击,每20分钟一次,然后在24小时后再遭受五次电击。震动增强了蜗牛的防御性退缩反射,这是为保护免受潜在伤害而显示的反应。当研究人员随后轻拍蜗牛时,他们发现受到电击的蜗牛表现出防御性收缩,平均持续50秒,这是一种简单的学习方式,称为“敏化”。那些没有受到冲击的人只收缩了大约一秒钟。

生命科学家从第二次系列电击后第二天受到尾巴电击的蜗牛的神经系统中以及从未受到任何电击的蜗牛中提取RNA。然后将来自第一组(致敏)的RNA注入未受到任何电击的七只海洋蜗牛中,并将来自第二组的RNA注入也未受到任何电击的其他七只蜗牛的对照组中。

值得注意的是,科学家们发现,受到蜗牛电击的七个人表现出的震撼力就好像它们自己受到了尾巴电击一样:他们表现出平均约40秒的防御性收缩。

加州大学洛杉矶分校脑研究所的成员格兰兹曼说:“就好像我们转移了记忆。”

不出所料,蜗牛对照组没有显示出长时间的收缩。

接下来,研究人员将RNA添加到培养皿中,该培养皿包含从未受到电击的不同蜗牛中提取的神经元。一些碟子含有来自海洋蜗牛的RNA,这些蜗牛受到了电击,而有些碟子含有来自蜗牛的RNA,却没有受到电击。有些碟子含有感觉神经元,有些碟子含有运动神经元,在蜗牛中它们负责反射。

当蜗牛受到电尾电击时,其感觉神经元变得更加兴奋。有趣的是,研究人员发现,从受到电击的蜗牛中添加RNA也会增加培养皿中感觉神经元的兴奋性。在运动神经元中却没有。从没有受到尾巴冲击的海洋蜗牛中添加RNA不会在感觉神经元中产生这种增加的兴奋性。

在神经科学领域,长期以来人们一直认为记忆存储在突触中。 (每个神经元都有数千个突触。)Glanzman持有不同的观点,认为记忆存储在神经元的核中。

格兰茨曼说:“如果将记忆存储在突触中,我们的实验将无法进行。”他补充说,海洋蜗牛是研究大脑和记忆的绝佳模型。

格兰茨曼说,与对任何其他生物的任何其他学习形式相比,科学家对这种动物的这种简单学习形式的细胞生物学了解更多。尽管蜗牛的中枢神经系统大约有20,000个神经元,而人类的蜗牛大约有1,000亿只,但蜗牛和人类的细胞和分子过程似乎非常相似。

格兰茨曼说,将来,RNA有可能被用于唤醒和恢复在阿尔茨海默氏病早期就休眠的记忆。他和他的同事在2014年的eLife杂志上发表了研究报告,指出丢失的记忆可以得到恢复。

RNA的种类很多,在未来的研究中,Glanzman希望确定可用于转移记忆的RNA的类型。

更多信息: 来自受过训练的海ly的RNA可以诱导表观遗传学信息,以对未受过训练的海ly进行长期增敏, 电子神经, doi.org/10.1523/ENEURO.0038-18.2018

由...提供 加州大学洛杉矶分校

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