大脑中的持久蛋白质为记忆如何延续一生提供了线索

在两个神经细胞相遇的微小脑部空间中，化学和电信号来回穿梭，在这些突触空间中起伏不定的消息传递系统有时以科学家认为有助于和教learning学习和记忆的方式流动。但是由于这些突触中发现的大多数蛋白质如此迅速地死亡和更新，因此科学家很难确定突触如何足够稳定以解释持续一生的学习和记忆的方式。

现在，约翰·霍普金斯大学的神经科学家报告成功利用蛋白质的大规模研究和高科技化学分析发现了小鼠突触中的164种蛋白质，这些蛋白质的寿命比邻近蛋白质要长数周和数月。他们说，这些稳定的蛋白质可能是控制包括人类在内的所有哺乳动物的长期记忆和学习以及记忆丧失的分子机制的一部分。他们的实验摘要已于4月2日当周在美国国家科学院院刊上发表。

“我们知道突触的整体结构趋于稳定，在大鼠的大脑中至少持续一年，”所罗门·H·斯奈德(Solomon H.Snyder)神经科学系教授兼主任理查德·休加尼(Richard Huganir)博士说。约翰·霍普金斯大学医学院Kavli神经科学研究所的成员。

他的团队还知道持久蛋白，例如构成眼晶状体的晶状体蛋白和结缔组织中发现的胶原蛋白。核孔中的蛋白质，进入细胞核和从细胞核出来的运输通道以及组蛋白(DNA缠绕的一种“线轴”)也非常稳定。

“因此，我们认为，这些突触中也必须存在蛋白质，这些蛋白质也是持久的，我们相信我们已经发现了许多蛋白质。”

为此，Huganir和他的同事们将重点放在了一组在实验室饲养的八只老鼠身上，喂了松鼠，其中含有一种能够追踪动物蛋白质的分子示踪剂。

示踪剂是一种有机化合物，称为氨基酸，是蛋白质的组成部分。但是这些氨基酸含有额外的中子，当通过质谱仪(一种测量分子质量和电荷的装置)进行分析时，这会使蛋白质“重”。

老鼠用“重”氨基酸吃了七个星期。在此期间，长效蛋白质趋向于与较短寿命的蛋白质以较慢的速率结合重示踪剂。

然后，小鼠又接受了七个星期的食物，其中含有缺乏多余质子的“轻”氨基酸。长寿命蛋白质的周转频率较低，因此可以挂在重示踪剂上。

然后，科学家在头七个星期后分析了两只老鼠的大脑组织，然后在另外七个星期后分析了另外两只老鼠的大脑组织。他们还将四只老鼠放在装有管子，珠子和其他物体的更大的笼子中，以刺激它们的大脑活动，并在每隔七个星期后分析其中两只的大脑组织。

科学家们使用质谱仪记录了突触中2272种蛋白质的重氨基酸与正常氨基酸的比率。在前七个星期的时间内，长寿蛋白保留了一半以上的重氨基酸。

Huganir说，大多数蛋白质寿命短，持续一两天。但是，科学家们发现了164种蛋白质，它们可以持续更长的时间-长达数周或数月。有些估计可以持续数年。

接下来，研究团队与约翰·霍普金斯·麦库西克(Johns Hopkins McKusick / Nathans)遗传医学研究所的医学博士Akhilesh Pandey一起，分离并鉴定出了长效蛋白质。其中之一属于RAS信号通路，其他则与细胞支架相关。

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