华裔诺奖得主颠覆性发现：记忆究竟在哪里

长期以来，人们一直认为记忆储存在突触中。然而，著名华裔科学家钱永健（Roger Tsien）教授的一项最新研究对此提出了挑战。他们在2015年美国神经科学学会的年会上发布了这项研究，首次为人们提供了在活组织中追踪PNN动态的工具。

　　

生物通报道：长期以来，人们一直认为记忆储存在突触中。然而，著名华裔科学家钱永健（Roger Tsien）教授的一项最新研究对此提出了挑战。

卡米洛·高尔基（Camillo Golgi）是神经学领域的伟大先行者，他创立的银染方法使人们能够观察到神经组织（包括神经细胞及其分支），为研究中枢神经系统开辟了广阔的道路。卡米洛·高尔基通过自己的银染技术详细描述了一个神经元周围网络（perineuronal net，PNN）。这是一种由糖蛋白和蛋白多糖组成的细胞外基质，包裹着成体大脑中的神经元。

在最初的研究之后，PNN并没有引起人们的注意，直到最近钱永健实验室发现，PNN很可能是长时记忆的储存地。钱永健教授1952年生于纽约，是我国著名科学家钱学森的堂侄，现为美国加州大学圣迭戈分校生物化学及化学系教授、美国国家科学院院士、美国国家医学院院士和美国艺术与科学院院士。他因为在绿色荧光蛋白方面的贡献，与另外两位科学家分享了2008年的诺贝尔化学奖。

“我们仍然不太了解，大脑的终生记忆是如何维持的，”钱永健实验室的研究生Sakina Palida说。绝大多数理论认为这个问题与突触改变有关，但突触蛋白周转得很快，可能难以安全储存长时记忆。“因此Dr.钱认为长时记忆可能与细胞外的蛋白有关，这些蛋白不遵循经典的蛋白降解途径，只在需要降解的时候才降解。”（延伸阅读：Cell：染色质重塑抹去痛苦记忆）

要验证这一点，研究人员需要在活体动物中成像PNN的结构和活性。Crtl1是在PNN中表达的连接蛋白，Palida及其同事将荧光蛋白融合在Crtl1的C末端，并在此基础上建立的转基因小鼠。他们在2015年美国神经科学学会的年会上发布了这项研究，首次为人们提供了在活组织中追踪PNN动态的工具。

“我们用荧光跟踪了PNN在大脑应答刺激时的动态，”Palida说。“当突触增强信号传导加剧的时候，这种蛋白就会减少，在基质中形成孔洞。这种孔非常稳定，可以长期保持不变。”

钱永健实验室的进一步研究表明，缺乏降解PNN的酶会使小鼠出现长时记忆缺陷，但短时记忆不受影响。这些工作给出了有力的证据，证明PNN是储存长时记忆的底物。“我们还有很多工作要做才能了解整个体系。我认为这是解开记忆之谜的重要一步，”Palida说。

 

生物通编辑：叶予

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