记忆何以长期保存？或与突触中的长效蛋白有关 | PNAS

为什么很多记忆能够维持很长时间，甚至于一生？最新一篇发表于PNAS期刊的文章给出了线索：研究发现，突触中存在长效蛋白，而且它们的半衰期会跟随神经元活动变化而变化，从而在维持记忆、认知能力上发挥潜能。

记忆的形成被认为是突触强度、结构变化的结果。虽然记忆可以存储很长时间，但是构成突触的蛋白质、脂类会不断代谢、死亡和更新。科学家们推测，记忆维持的分子基础可能依赖于长效蛋白（long-lived ，LLPs），但是并不清楚突触中是否含有这类蛋白。

现在，约翰斯•霍普金斯大学的科学家们以小鼠为模型，证实这一推测是正确的。他们共筛选到164种长效蛋白，其寿命长至数周、数月，甚至于数年。团队负责人、 H. 神经科学部们主任、Kavli神经科学发现研究所主任 教授认为，这些稳定的蛋白质很有可能是哺乳动物（包括人类）调控长期记忆、学习机制的一部分分子机制。

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通常，细胞内多数蛋白生存期较短，快速的降解、合成有助于减轻毒副作用，从而确保细胞的正常功能。但是在特定的组织器官中，半衰期长的蛋白质有利于维持其稳定性，例如晶体蛋白、胶原蛋白、孔内的蛋白质（通道蛋白）和组蛋白。

“我们知道，突触的整体结构非常稳定，至少在老鼠大脑中可以维持一年时间。” 教授表示，“所以，我们推断，突触中一定存在长效蛋白。”

带着这样的想法，他们以小鼠为模型，给它们喂食带有分子示踪剂的食物。以7周为一个喂食周期，前7周喂食的是携带有“重型”示踪剂（含有额外中子的氨基酸）的食物，后7周更换为“轻型”示踪剂（没有额外中子）。

研究团队分析了两组小鼠的脑组织——其中一组是仅仅喂养7周的两只小鼠，另一组是经历过两段喂食（14周）的小鼠。另外，他们还将4只小鼠放置于配备有管道、玩具等物件的房间内，用于刺激小鼠大脑活动，并在每个周期（7周）对其中两只进行脑组织分析。

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利用质谱仪，研究团队共分析了突触中2272个蛋白质的“重/轻”氨基酸的比例。考虑到长效蛋白倾向于以更快的速度与“重型”示踪剂结合，且转换速度较慢，他们共筛选出164种生命周期显著较长的蛋白质。进一步研究发现，有一个长效蛋白属于RAS信号通路，其余则与细胞骨架有关。

研究人员认为，突触蛋白的转换速度比胞质蛋白慢，这可能是突触结构和功能长期稳定的基础。随着时间的推移，这些长效蛋白会逐渐累积，所以下一步他们计划通过分析50种最长寿的蛋白，找到蛋白与认知能力衰退之间的关联。