神奇新發(fā)現(xiàn)！RNA能將記憶從一個(gè)動(dòng)物轉(zhuǎn)移到另一個(gè)動(dòng)物

一組研究人員發(fā)現(xiàn)可以通過RNA將記憶從一只動(dòng)物轉(zhuǎn)移到另一只動(dòng)物里，如果這一結(jié)論能在其他物種中得到證實(shí)，那么這一發(fā)現(xiàn)將是記憶研究的一項(xiàng)里程碑成果——記憶并不只是存在于神經(jīng)細(xì)胞連接中，它們可能受到RNA誘導(dǎo)的表觀遺傳變化的影響。

這一研究成果公布在5月14日的eNeuro雜志上。

加州大學(xué)圣巴巴拉分校的神經(jīng)科學(xué)家Bridget Queenan（未參與這項(xiàng)研究）認(rèn)為，“這項(xiàng)研究表明，RNA是尋找記憶缺失的一環(huán)。如果循環(huán)神經(jīng)RNA可以傳遞行為狀態(tài)和變化，協(xié)調(diào)短暫的和持久的記憶，那么這就說明人類記憶就像情緒一樣，需要通過身體和大腦之間的相互作用來解釋?！?/p>

神奇的記憶

幾十年來，研究人員一直在努力尋找記憶的形成方式，時(shí)間和地點(diǎn)。在20世紀(jì)40年代，加拿大心理學(xué)家Donald Hebb提出，記憶是由神經(jīng)元之間的聯(lián)系產(chǎn)生的，也就是突觸，并且隨著這些聯(lián)系變得更強(qiáng)和更豐富而得以存儲(chǔ)。然而，20世紀(jì)60年代的實(shí)驗(yàn)表明，RNA可以在記憶中發(fā)揮作用，不過研究被認(rèn)為是不可重復(fù)的。

最新研究的作者之一，加州大學(xué)洛杉磯分析的David Glanzman研究了將近40年的記憶細(xì)胞生物學(xué)，他認(rèn)為此前他本人也一直認(rèn)為記憶存儲(chǔ)在突觸中。然而，幾年前，他和他的同事們開始在加利福尼亞海蝸牛（Aplysia californica）中重復(fù)此前的記憶擦除研究。

Aplysia是這類研究中的良好模型，因?yàn)樗纳窠?jīng)元比脊椎動(dòng)物等高等生物的神經(jīng)元大10至15倍，而其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相對(duì)較小，這樣人們就能很容易的對(duì)記憶形成過程中的信號(hào)傳導(dǎo)進(jìn)行檢測(cè)。此外，Aplysia的記憶編碼機(jī)制在進(jìn)化中是高度保守的，與哺乳動(dòng)物很相似，能夠作為人類記憶形成研究的模式生物。

結(jié)果研究小組從記憶擦除實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，用于“存儲(chǔ)”記憶的突觸不是必須的。

“突觸連接被剔除并沒有影響，”Glanzman說，“這表明記憶不是存儲(chǔ)在突觸中，而是存儲(chǔ)在其他地方的?！?/p>

RNA的重要作用

于是Glanzman將注意力轉(zhuǎn)向RNA，因?yàn)樵缙谘芯刻崾舅c記憶有關(guān)，而且最近的實(shí)驗(yàn)表明長(zhǎng)期記憶儲(chǔ)存在神經(jīng)元的細(xì)胞中，而不是突觸中。

Glanzman選擇了Aplysia，他們對(duì)Aplysia的尾巴進(jìn)行了輕微的電擊，海蝸牛對(duì)電擊產(chǎn)生了防御性撤退反射：蝸牛收縮身體，以保護(hù)自己免受傷害。之后研究人員發(fā)現(xiàn)輕輕敲打這種動(dòng)物，受過電擊的動(dòng)物有持續(xù)約50秒的防御性收縮，而那些沒有被電擊過的對(duì)照組海蝸牛只收縮了約1秒。

接下來研究人員將海蝸牛的尾巴拔出，拉出腹部神經(jīng)元，提取RNA，將RNA溶解到去離子水中，然后將溶液注入從未受過刺激的海蝸牛的頸部。此外，研究人員也提取了未受刺激的海蝸牛RNA，注射到幼體海蝸牛體內(nèi)，作為對(duì)照。

24小時(shí)后研究人員發(fā)現(xiàn)被注射的海蝸牛經(jīng)輕敲，表現(xiàn)出好像被電致敏過一樣，顯示了約40秒的防御性收縮。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，DNA甲基化似乎是海蝸牛間記憶轉(zhuǎn)移所必需的。當(dāng)Glanzman和他的同事阻止了DNA甲基化，這些處理過的海蝸牛也只會(huì)收縮僅僅幾秒鐘。

Glanzman想知道影響接受注射的神經(jīng)元連接的RNA與未受刺激的海蝸牛RNA有何不同，為此他們移除了海蝸牛的感覺神經(jīng)元，將細(xì)胞培養(yǎng)在培養(yǎng)皿中，然后將細(xì)胞暴露于受刺激海蝸牛的RNA中。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)比較于未受刺激的海蝸牛，其感覺神經(jīng)元要多得多。刺激后海蝸牛的RNA在體外也增強(qiáng)了感覺神經(jīng)元和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元之間的突觸，這表明它確實(shí)是RNA運(yùn)輸了記憶，Glanzman解釋說。

來自首爾國(guó)立大學(xué)神經(jīng)學(xué)家Bong-Kiun Kaang則認(rèn)為這個(gè)想法“似乎非常激進(jìn)，因?yàn)槲覀儧]有一個(gè)具體的機(jī)制來研究它如何以非突觸的方式工作”。

Glanzman說，“這個(gè)想法很可能會(huì)打擊我的大部分同行。但如果我們是對(duì)的，那么這就是了解記憶如何工作的真正開端。”