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控制记忆形成的蛋白质
【字体: 大 中 小 】 时间:2004年07月02日 来源:
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生物通快讯:美国Scripps研究院和加州圣地亚哥医学院的研究人员已经证实了一种被称为CBP的蛋白在维持人体长时间记忆方面所起的关键作用,这一发现对于极少数患有发育障碍的儿童可能有帮助。
他们发现在成年啮齿动物体内当正常CBP的功能受到抑制时,它们形成长久记忆的能力就出现问题,表明CBP在形成长久记忆方面是必需的,而且CBP缺陷也存在于认知障碍这一病症中。科学家们同时也发现一种能恢复CBP功能的药物能纠正这一缺陷。
研究的结果对于那些极少数患有严重发育障碍的儿童意义重大,如熟知的Rubinstein-Taybi症候群(一种罕见的先天性疾病),能导致发育迟缓和弱智以及其他的一些严重的解剖异常问题,这些儿童的CBP基因往往有突变。克利普斯研究院的细胞生物学博士Mayford补充说,上述的事实表明人体存在的一些严重疾病与CBP分子间有某种关系。
科学家们一直都知道将一类抑制蛋白合成的药物用于动物实验时,由于这类药物能阻止动物脑内蛋白的形成,因而使得动物丧失了长久记忆的能力。这一现象也使科学家们推测形成长久记忆离不开某种新蛋白的合成。而这一预测一直在不同的物种中——从小鼠到果蝇不断得到证实。自此之后,研究人员都在致力的寻找能维持长久记忆的专一性基因和蛋白。
科学家们首先发现的是一种名叫CREB的蛋白,它是一种转录因子,能与DNA相互作用,控制着某种新蛋白表达的早期阶段。CREB突变会阻止某些基因的激活,而且携有CREB缺陷形式的动物在长久记忆形成方面都存在问题。
那CREB是不是控制记忆形成的唯一蛋白呢?
研究人员将注意力集中到一个与CREB结合的蛋白:CBP(CREB binding protein
)。CBP作为转录协同激活剂,与CREB共同调控基因的表达。
CBP对参与基因表达的蛋白进行化学修饰从而将蛋白“打开”或者“关闭”,具体说,就是CBP对其他蛋白乙酰化,而乙酰化会影响蛋白在细胞中的行为。
神经元中的组蛋白是被CBP乙酰化的蛋白之一。正常情况下,组蛋白对DNA具有亲和力,被DNA包裹着形成一紧凑的复合物被称为染色质,从而保持DNA在细胞内的稳定。但当基因要表达的时候,如长久记忆形成的时期,染色质须重新展开,而DNA与组蛋白分离。CBP在这一过程中扮演着关键的角色,这是因为它将组蛋白上的赖氨酸乙酰化,使得组蛋白丧失对DNA的亲合力,有助于基因的表达。
加州圣地亚哥医学院的Korzus博士和Mayford博士做了这样一个实验,实验中他们在成年动物体内开启了CBP的缺陷形式,结果发现缺陷形式的CBP并不能对组蛋白进行乙酰化,这样阻止了DNA的释放,因而影响了蛋白的合成,从而阻碍长久记忆的形成。
令人鼓舞的是Korzus和Mayford两位博士通过用一种一种组蛋白脱乙酰酶抑制剂,也就是常用的白血病药物——曲古柳菌素A(Trichostatin A)将乙酰基团送回至组蛋白上,则可以纠正动物的长久记忆缺陷。
这一结果表明染色质的重建对于机体的学习与记忆非常重要,同时也提供了一个影响认知功能的新机制,并为Rubinstein-Taybi症候群相关的弱智的治疗提供一个新的方法。(Alex)
这篇文章发表于Neuron,June 24, 2004: 42(6),961-972
题为:CBP Histone Acetyltransferase Activity Is a Critical Component of Memory Consolidation
若要更多的了解其信息,请浏览以下地址:
http://www.neuron.org/content/issue?volume=42&issue=6
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