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清华大学:钟毅课题组合作发现长期记忆的动态维持机制
2019-11-27
清华大学
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  11月22日,清华大学生命科学学院钟毅课题组在《自然·通讯》(Nature Communications)在线发表了题为“α2-chimaerin和Rac1活性的相互作用决定了长期记忆的动态维持” (Interplay between α2-chimaerin and Rac1 activity determines dynamic maintenance of long-term memory)的研究论文。本论文在小鼠中首次揭示了Rac1活性依赖的遗忘的可逆性是长期记忆动态维持的基础。这一研究颠覆了人们对于长期记忆在维持阶段的认知,揭示了可逆性遗忘在长期记忆的维持中的重要作用,并启发科学家们重新理解遗忘和记忆的本质。

  记忆巩固理论认为,一旦长期记忆的形成完成,长期记忆将保持在稳定强度,无法进一步增强。今日钟毅课题组在小鼠的研究中表明,情境恐惧记忆即使在形成很久之后,也能够被进一步增强。在进一步探索这种出乎意料的记忆增强机制中,研究人员发现,一次足底电刺激的情境恐惧训练同时诱发海马脑区的Rac1的持续激活和α2-chimaerin蛋白的长期合成。Rac1的持续激活介导了可逆性遗忘。而α2-chimaerin作为记忆维持分子,通过在维持阶段抑制Rac1活性,进而维持记忆在中间水平 (图1,RacGAP α2-chimaerin+Rac1 activity)。通过调控背侧海马脑区的Rac1活性或改变α2-chimaerin的表达,中间水平的记忆能够被增强(图1,Inhibition of Rac1 activity)或者减弱(图1,Enhancement of Rac1 activity)。因此,Rac1活性和α2-chimaerin蛋白之间的相互作用决定长期记忆的动态维持。

图1:长期记忆的动态维持机制

  清华大学生命科学学院PTN项目博士生吕莉、刘云龙博士、中国科学院生物物理研究所博士生谢建新为本文共同第一作者,清华大学钟毅教授为本文通讯作者。本研究受到国家自然科学基金、北京市科委和清华-北大生命联合中心的资助。

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