近日,国际著名杂志Science在线刊登了台湾研究人员的最新研究成果“Visualizing Long-Term Memory Formation in Two Neurons of the Drosophila Brain,”,文章中,作者通过研究发现果蝇记忆形成中的新的脑部成分。
研究人员报告说,在果蝇中,对长期记忆储存至关重要的神经元位于与记忆实际储存的脑部位不同的地方。 在刚经历某一事件后,我们的记忆是丰富且鲜明的,但这些记忆会随着时间的推移而消退。 然而,由于有一个叫做记忆巩固的过程,我们通常会记住重要的细节。 在一些物种中,其中包括哺乳动物,人们已经证明,记忆巩固依赖于神经元产生的新的蛋白质。 然而,这一过程在此之前还没有在任何的实验系统中被观察到。
人们长期以来认为,在果蝇中,这一蛋白质的产生发生在被称为蘑菇体的脑结构中,该结构常常被认为是昆虫中联想学习和记忆形成的部位。 应用荧光蛋白观察控制这些蛋白合成的基因的表达,Chun-Chao Chen及其在台湾和美国的同事现在报告说,在果蝇的脑中,这些新的蛋白质是由2个背前外侧神经元产生的,而不是在蘑菇体中的神经元产生的。 在一则相关的《观点栏目》中,Josh Dubnau说,这一发现改变了研究人员认为的有关记忆巩固过程的途径。(生物谷Bioon.com)
doi:10.1126/science.1212735
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Visualizing Long-Term Memory Formation in Two Neurons of the Drosophila Brain
Chun-Chao Chen1, Jie-Kai Wu1, Hsuan-Wen Lin1, Tsung-Pin Pai1, Tsai-Feng Fu3, Chia-Lin Wu2, Tim Tully4, Ann-Shyn Chiang1,2,5,6,*
Long-term memory (LTM) depends on the synthesis of new proteins. Using a temperature-sensitive ribosome-inactivating toxin to acutely inhibit protein synthesis, we screened individual neurons making new proteins after olfactory associative conditioning in Drosophila. Surprisingly, LTM was impaired after inhibiting protein synthesis in two dorsal-anterior-lateral (DAL) neurons but not in the mushroom body (MB), which is considered the adult learning and memory center. Using a photoconvertible fluorescent protein KAEDE to report de novo protein synthesis, we have directly visualized cyclic adenosine monophosphate (cAMP) response element–binding protein (CREB)–dependent transcriptional activation of calcium/calmodulin-dependent protein kinase II and period genes in the DAL neurons after spaced but not massed training. Memory retention was impaired by blocking neural output in DAL during retrieval but not during acquisition or consolidation. These findings suggest an extra-MB memory circuit in Drosophila: LTM consolidation (MB to DAL), storage (DAL), and retrieval (DAL to MB).