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記憶複製:生物學家通過RNA注射『轉移』記憶

加州大學洛杉磯分校的生物學家報告說,他們已經將記憶從一個海洋蝸牛轉移到另一個海洋蝸牛,創造了一個人造記憶,通過相互注射RNA。這項研究可能會導致新的方法來減少RNA造成的痛苦記憶的創傷並恢復失去的記憶。

「我認為在不久的將來,我們可能會使用RNA來改善阿爾茨海默病或創傷後應激障礙的影響,」該研究的資深作者,UCLA整合生物學和生理學教授David Glanzman說道,和神經生物學。該研究團隊於5月14日在神經科學學會在線雜誌eNeuro上發表了該研究成果。

RNA或核糖核酸已被廣泛稱為細胞信使,它製造蛋白質並對細胞的其他部分進行DNA指導。現在了解除了蛋白質編碼之外還有其他重要功能,包括調節涉及發育和疾病的各種細胞過程。

研究人員對一種稱為海兔的海洋蝸牛的尾巴進行輕度電擊。蝸牛接受五次尾部震蕩,每20分鐘一次,然後24小時後再進行五次。這種衝擊增強了蝸牛的防禦性撤退反射,這是一種防止潛在傷害的反應。研究人員隨後挖掘了蝸牛,他們發現那些受到衝擊的人表現出持續平均50秒的防禦性收縮,這是一種稱為「敏化」的簡單類型的學習。那些沒有受到震驚的人只會收縮約一秒鐘。

生命科學家從海洋蝸牛的神經系統中提取RNA,這些蝸牛在第二次系列衝擊後第二天接受了尾部衝擊,並且也從沒有受到任何衝擊的海洋蝸牛中提取。然後將來自第一組(敏化)組的RNA注射到未受到任何電擊的七種海洋蝸牛中,並將來自第二組的RNA注射到另外七隻還沒有受到任何電擊的蝸牛的對照組中。

值得注意的是,科學家們發現接受來自受到衝擊的蝸牛的RNA的七個人表現得好像他們自己已經接受了尾部震動:他們顯示出平均持續約40秒的防禦性收縮。

「這就好像我們轉移了記憶,」格蘭茲曼說,他也是加州大學洛杉磯分校腦科學研究所的成員。

正如預期的那樣,蝸牛的對照組沒有顯示出長時間的收縮。

接下來,研究人員將RNA添加到含有從不同蝸牛中提取的沒有受到衝擊的神經元的培養皿中。有些菜肴含有來自海洋蝸牛的RNA,它們已經被電尾打擊過,有些菜肴含有來自沒有受到震動的蝸牛的RNA。其中一些菜含有感覺神經元,另一些則含有運動神經元,這些運動神經元在蝸牛中負責反射。

當海洋蝸牛受到電尾撞擊時,其感覺神經元變得更加興奮。有趣的是,研究人員發現,添加來自受到衝擊的蝸牛的RNA也會增加培養皿中感覺神經元的興奮性; 它在運動神經元中沒有這樣做。從沒有給予尾部震蕩的海洋蝸牛中加入RNA不會產生感覺神經元中增加的興奮性。

在神經科學領域,人們一直認為記憶存儲在突觸中。(每個神經元有幾千個突觸。)格蘭茲曼持有不同的觀點,認為記憶存儲在神經元的核中。

「如果記憶存儲在突觸中,我們的實驗就不可能奏效,」格蘭茲曼說,他補充說海洋蝸牛是研究大腦和記憶的極好模型。

格蘭茲曼說,科學家更了解這種簡單的學習動物的細胞生物學,而不是其他任何形式的學習。海蝸牛和人類之間的細胞和分子過程似乎非常相似,儘管蝸牛在中樞神經系統中有大約20,000個神經元,而人類被認為有大約100億個。

格蘭茲曼說,未來RNA有可能用來喚醒和恢復在阿爾茨海默病早期階段休眠的記憶。他和他的同事在2014年的eLife雜誌上發表了研究報告,表明可以恢復失去的記憶。

RNA的種類很多,並且在未來的研究中,格蘭仕曼希望確定可用於轉移記憶的RNA類型。

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