“疯牛病”机制竟也是记忆储存机制？

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[生物通讯]科学家发现大脑储存记忆的一个新过程，这一发现可能有助于解释一个目前了解极少的大脑活动。而且，这个过程的主角是一种类似朊病毒的蛋白，人们谈之色变的致命性神经退行性疾病－－疯牛病就是朊病毒而引起的。

这项研究发表在12月26日期的《细胞》杂志上，表明这种蛋白即使在朊病毒状态下也正常工作，这与广泛接受的一种具有朊病毒活性的蛋白都是有毒的，至少不会正确行使功能的观点。

“虽然我们对记忆机制已有了一定的了解，但我们还不十分清楚关键的记忆存储设施是什么。”研究的作者之一、Whitehead生物医学研究所主任Susan Lindquist说。“这项研究提示了这个存储设施可能是什么，但这个提示如此惊人－－存储设施竟可能是一种类似朊病毒的蛋白。”

决定蛋白功能的核心是其形状，大多数蛋白在整个生命过程中都只呈现一种形式。而朊病毒是指那些突然改变了形状即错折叠的蛋白。但问题不只是它们自己的错折叠，朊病毒还影响其它同类型蛋白也发生错折叠。在所有已知病例中，错折叠蛋白簇中的蛋白都中止了正常都功能，或是死亡或是对细胞－－最终是器官产生致命威胁。

处于这个原因，Kandel实验室的博士后Kausik Si发现一种与维持长期记忆有关都蛋白竟然含有某些明显的朊病毒特征时，感到十分惊奇。这种蛋白－－CPEB，存在于中枢神经系统都突触中。记忆是包含在由近一万亿个神经元和它们的突触所组成的复杂网络之内的。得到经验或学习时，就有新的连接形成，其它连接也得到加强。当记忆形成时，CPEB合成的蛋白强化这样的突触，使突触能为长期保存这些记忆。

在这项研究中，研究小组从一只海蛞蝓中提取出CPEB蛋白。这种行动缓慢的生物在神经生物学研究却享有很高的地位，因为它们的神经元很大，易于操作，可作为强有力的研究工具。研究人员重点研究了CPEB 蛋白与其它起活性报告蛋白，然后在多个酵母模型中观察了其行为。研究人员发现，CPEB改变了自身的形式，也引起其它蛋白的“跟风”，它们在功能上就像是朊病毒。另一个出乎意料的发现则是当进入朊病毒状态时，CPEB的功能－－合成蛋白－－完全正常。

“这些发现之所以非同凡响，不仅是因为这个蛋白在朊病毒状态下执行着积极的功能，更因为它说明朊病毒并非自然界中的怪物，而是参与着一些基本过程。”Lindquist说。

“这个发现与惯常认为的进入朊病毒状态就是坏事相矛盾，研究的另一位作者Kandel说。”我们证明恰恰相反，CPEB的正常状态活性可能反而较小，朊病毒状态才智执行该蛋白正常功能的有效途径。”

这项研究表明，在哺乳动物的神经突触中，CPEB的朊病毒性质可能就是使突触和神经元能储存长期记忆的机制，研究人员计划下一步检验这个假说。至少理论上朊病毒是执行这个任务的完美候选，Lindquist说。朊病毒能快速变换其状态，而无需大多数蛋白合成都需要消耗的能量。朊蛋白状态非常稳定，能维持数月甚至数年。

但我们仍需证实这个朊病毒机制不只在酵母中工作，而且在神经元中也工作，Kandel说。（生物通编译）