神奇发现!记忆可在动物之间转移

日期: 2018年05月16日


    

导读:一组研究人员发现可以通过RNA将记忆从一只动物转移到另一只动物里,如果这一结论能在其他物种中得到证实,那么这一发现将是记忆研究的一项里程碑成果——记忆并不只是存在于神经细胞连接中,它们可能受到RNA诱导的表观遗传变化的影响。赛业小编为您推荐“神奇发现!记忆可在动物之间转移”,详情如下:


一组研究人员发现可以通过RNA将记忆从一只动物转移到另一只动物里,如果这一结论能在其他物种中得到证实,那么这一发现将是记忆研究的一项里程碑成果——记忆并不只是存在于神经细胞连接中,它们可能受到RNA诱导的表观遗传变化的影响。

 

神奇发现!记忆可在动物之间转移

 


这一研究成果公布在5月14日的eNeuro杂志上。


加州大学圣巴巴拉分校的神经科学家Bridget Queenan(未参与这项研究)认为,“这项研究表明,RNA是寻找记忆缺失的一环。如果循环神经RNA可以传递行为状态和变化,协调短暂的和持久的记忆,那么这就说明人类记忆就像情绪一样,需要通过身体和大脑之间的相互作用来解释。”


神奇的记忆


几十年来,研究人员一直在努力寻找记忆的形成方式,时间和地点。在20世纪40年代,加拿大心理学家Donald Hebb提出,记忆是由神经元之间的联系产生的,也就是突触,并且随着这些联系变得更强和更丰富而得以存储。然而,20世纪60年代的实验表明,RNA可以在记忆中发挥作用,不过研究被认为是不可重复的。


最新研究的作者之一,加州大学洛杉矶分析的David Glanzman研究了将近40年的记忆细胞生物学,他认为此前他本人也一直认为记忆存储在突触中。然而,几年前,他和他的同事们开始在加利福尼亚海蜗牛(Aplysia californica)中重复此前的记忆擦除研究。


Aplysia是这类研究中的良好模型,因为它的神经元比脊椎动物等高等生物的神经元大10至15倍,而其神经网络相对较小,这样人们就能很容易的对记忆形成过程中的信号传导进行检测。此外,Aplysia的记忆编码机制在进化中是高度保守的,与哺乳动物很相似,能够作为人类记忆形成研究的模式生物。


结果研究小组从记忆擦除实验中发现,用于“存储”记忆的突触不是必须的。


“突触连接被剔除并没有影响,”Glanzman说,“这表明记忆不是存储在突触中,而是存储在其他地方的。”


RNA的重要作用


于是Glanzman将注意力转向RNA,因为早期研究提示它与记忆有关,而且最近的实验表明长期记忆储存在神经元的细胞中,而不是突触中。

 

神奇发现!记忆可在动物之间转移

 

Glanzman选择了Aplysia,他们对Aplysia的尾巴进行了轻微的电击,海蜗牛对电击产生了防御性撤退反射:蜗牛收缩身体,以保护自己免受伤害。之后研究人员发现轻轻敲打这种动物,受过电击的动物有持续约50秒的防御性收缩,而那些没有被电击过的对照组海蜗牛只收缩了约1秒。


接下来研究人员将海蜗牛的尾巴拔出,拉出腹部神经元,提取RNA,将RNA溶解到去离子水中,然后将溶液注入从未受过刺激的海蜗牛的颈部。此外,研究人员也提取了未受刺激的海蜗牛RNA,注射到幼体海蜗牛体内,作为对照。


24小时后研究人员发现被注射的海蜗牛经轻敲,表现出好像被电致敏过一样,显示了约40秒的防御性收缩。


研究人员还发现,DNA甲基化似乎是海蜗牛间记忆转移所必需的。当Glanzman和他的同事阻止了DNA甲基化,这些处理过的海蜗牛也只会收缩仅仅几秒钟。


Glanzman想知道影响接受注射的神经元连接的RNA与未受刺激的海蜗牛RNA有何不同,为此他们移除了海蜗牛的感觉神经元,将细胞培养在培养皿中,然后将细胞暴露于受刺激海蜗牛的RNA中。


结果发现比较于未受刺激的海蜗牛,其感觉神经元要多得多。刺激后海蜗牛的RNA在体外也增强了感觉神经元和运动神经元之间的突触,这表明它确实是RNA运输了记忆,Glanzman解释说。


来自首尔国立大学神经学家Bong-Kiun Kaang则认为这个想法“似乎非常激进,因为我们没有一个具体的机制来研究它如何以非突触的方式工作”。


Glanzman说,“这个想法很可能会打击我的大部分同行。但如果我们是对的,那么这就是了解记忆如何工作的真正开端。”



原文标题:


A. Bédécarrats et al., “RNA from trained Aplysia can induce an epigenetic engram for long-term sensitization in untrained Aplysia,” eNeuro, doi.org/10.1523/ENEURO.0038-18.2018, 2018.


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