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研究发现肾细胞也能产生“记忆”

 据美国《科学新闻》双周刊网站11月26日报道,肾细胞也能产生记忆。至少从比喻角度可以这么说。

神经元一直就是与记忆联系最紧密的细胞。但研究人员11月7日在《自然-通讯》上报告说,远离大脑的肾细胞也能以与神经元类似的方式存储信息和识别模式。

纽约大学神经科学家尼古拉·库库什金说:“我们并不是说这种记忆可以帮助你学习三角学,记住如何骑自行车,或者储存你的童年记忆。这项研究拓展了记忆概念;它不会挑战现有的大脑记忆概念。”

在实验中,肾细胞显示出被称为“密集间隔效应”的迹象。这一众所周知的记忆在大脑中如何进行的特点有助于将信息慢慢地、一点点存储,而不是一下子存储很多。

在大脑之外,所有类型的细胞都需要了解信息。其中一种方法是通过一种对记忆处理至关重要的蛋白质,即环磷腺苷效应元件结合蛋白(CREB)。它和其他记忆的分子成分存在于神经元和非神经元细胞中。虽然这些细胞有相似的部分,但研究人员不确定这些部分的工作方式是否相同。

在神经元中,当化学信号通过时,细胞开始产生CREB。然后,这种蛋白质会激活更多基因,进一步改变细胞,从而启动分子记忆机器。库库什金及其同事开始设法确定非神经元细胞中的CREB是否以同样方式对输入信号做出反应。

研究人员将人造基因植入人类胚胎肾脏细胞。这种人造基因和一种自然产生的脱氧核糖核酸(DNA)片段——研究人员称之为记忆基因的区域——基本匹配,CREB通过与这种DNA片段结合激活后者。插入的基因还包含一些指令,能生成在萤火虫中发现的发光蛋白质。

然后,研究小组观察了这些细胞对人工化学脉冲的反应,这些化学脉冲模仿了触发神经元记忆机制的信号。库库什金说:“根据发光蛋白质产生光的多少,我们可以知道记忆基因被激活的程度。”

不同的脉冲时间模式产生不同的反应。当研究人员施加4次3分钟化学脉冲,每次间隔10分钟,24小时后(细胞中的)这种光比研究人员施加“密集”脉冲(一次12分钟脉冲)的细胞中的光更强。

库库什金说:“这种‘密集间隔效应’从未在大脑之外被发现过,它一直被认为是大脑神经元的特性,记忆就是这么形成的。但我们认为,如果你给非脑细胞分配足够复杂的任务,它们也能形成记忆。”

佐治亚学院及州立大学神经科学家阿肖克·赫格德称,这项研究“很有趣,因为他们正在广泛地应用通常被认为是神经科学原理的东西来理解非神经元细胞中的基因表达”。但赫格德说,目前尚不清楚是否可以用这些研究结论来概括其他类型细胞的特性。尽管如此,他表示,这项研究有朝一日可能有助于寻找治疗人类疾病的潜在药物,尤其是那些导致记忆丧失的疾病。

库库什金对此表示赞同。他说,身体可以存储信息,这可能对一个人的健康有意义。(编译/刘宗亚)