美研究稱發現控制記憶形成的主基因

當人們經歷新事件時，大腦會以改變神經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元中的許多基因。最近，美國麻省理工神經科學家找到了控制記憶形成過程的主基因，並揭示了一些支持記憶形成的分子。研究人員指出，該發現有助於最終找到記憶在大腦中的位置。相關論文發表在近日出版的《科學》雜誌上。


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，該基因尤其活躍。麻省理工學院麥戈文腦研究院(McGovern Institute for Brain Research )的Yingxi Lin 領導的研究小組對Npas4基因進行了集中研究。Npas4是一種轉錄因數，能控制其他基因將資訊複製到信使RNA。

為了研究記憶形成的基因機制，研究小組設計了一種背景恐懼訓練(contextual fear conditioning)：當小鼠進入某個房間就給予溫和電擊。幾分鐘後小鼠就學會了對房間感到恐懼，當它們再次進入該房間時，就會嚇得僵住不動。當他們把Npas4基因滅活後，小鼠就不能記起它們的恐懼訓練，僅滅活海馬體CA3區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。

研究發現，Npas4在訓練的最初階段就已被打開，而且主要是在海馬體的CA3區。“這表明Npas4和其他活性控制基因不同。”Yingxi Lin 說，“Npas4會打開一系列其他基因，把經歷和腦線路的最終改變結合起來。”

論文第一作者、Yingxi Lin 實驗室研究生卡迪克•拉瑪莫西(Kartik Ramamoorthi)說：“我們認為，Npas4是作為一種最初的起動器，它可依次啟動位於腦中各個適當位置的所有其他下游標靶，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。他們還計畫進一步研究在形成記憶和提取記憶時，打開Npas4的神經元是否相同，這有助於找到那些存儲某個特定記憶的神經元。

“我們正在尋找記憶。”拉瑪莫西說，“由於Npas4的特殊打開方式，它能為我們指明記憶在什麼地方。通過標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。”

科技日報 2011/12/27 常麗君

相關連結   

• Gleb Shumyatsky Research Group (Retgers University)
• Neuroscientists identify a master controller of memory: One gene appears to regulate the brain’s ability to form new memories. (MIT News)
• Npas4 Regulates a Transcriptional Program in CA3 Required for Contextual Memory Formation (Science)