多年來，一種特定的蛋白質一直被認為是長期記憶的關鍵。抑制這種酶可以抹去舊的記憶，而新增它則可以加強褪色的記憶。但是，兩組獨立的美國科學家現在透過開發完全缺乏這種酶的小鼠，並表明這些小鼠沒有可檢測到的記憶問題，從而 серьезно 挑戰了這種“記憶分子”的作用。他們的研究結果今天發表在《自然》雜誌上。
圍繞這種名為蛋白激酶M-ζ (PKM-ζ) 的酶的興奮始於 2007 年，當時紐約市州立大學下城醫學中心的託德·薩克托爾抹去了大鼠一個月前對 неприятных 氣味的記憶。他透過將 ZIP（一種旨在阻斷該酶的小肽）注射到它們的海馬體（大腦中記憶形成的關鍵區域）中來實現這一點。
其他團隊也獲得了類似的結果，透過將 ZIP 注射到齧齒動物、果蠅和海兔的不同大腦區域，抹去了不同型別的記憶。2011 年，薩克托爾做了相反的事情：他透過向大鼠大腦注射攜帶額外 PKM-ζ 複製的病毒，加強了它們對 неприятных 味道的記憶。
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記憶驚喜
這些引人入勝的研究表明，長期記憶並非 статичным и стабильным，而是出人意料地脆弱，並且依賴於單一酶的持續活動。
馬里蘭州巴爾的摩市約翰·霍普金斯大學的理查德·休加尼爾對這些結果很感興趣，但擔心大部分資料都依賴於 ZIP 的作用。他和他的合作者採取了不同的途徑，在小鼠胚胎中刪除了兩個基因——一個用於 PKM-ζ，另一個用於一種名為 PKC-ζ 的相關蛋白。加利福尼亞大學舊金山分校的羅伯特·梅辛和同事們獨立工作，創造了類似的小鼠。
這兩組小鼠都沒有表現出任何記憶問題。梅辛的小鼠在 一系列的 поведенческих 實驗中形成了對恐懼、物體、地點和動作的持久記憶。休加尼爾的小鼠表現出正常水平的長期增強作用——兩個神經元之間突觸的加強，這被認為是學習和記憶的基礎。
“我們的研究相當確鑿地表明，PKM-ζ 不調節記憶，”休加尼爾說。“我們感到非常驚訝。” 更令人驚訝的是，兩個團隊都發現，儘管他們的小鼠缺乏 PKM-ζ，但 ZIP 仍然可以破壞它們已建立的記憶。
休加尼爾團隊成員萊諾拉·沃爾克說：“我們的研究並未排除 PKM-ζ 可能在某些形式的記憶中發揮作用的可能性，但它並非當前文獻所認為的記憶的必要主 регулятор。”
但薩克托爾認為，這些結果“並不太令人驚訝”，因為不同的基因可能已經 компенсировал 損失，就像在某些基因被刪除的小鼠中經常發生的那樣。他懷疑相關的蛋白質，如 PKM-ι 或 PKM-λ 可能參與其中。“我認為未來的方向將是嘗試找到記憶的備用機制。”
替代途徑
然而，休加尼爾的團隊還創造了小鼠，它們 PKM-ζ 基因可以在成年後透過給它們一種特定的藥物隨意刪除。這使得研究人員能夠在成年期，即小鼠在正常水平下長大後，耗盡這種酶。這些動物仍然表現出正常的長期增強作用。
亞利桑那大學圖森分校的認知科學家林恩·納德爾說：“這些結果並未表明 PKM-ζ 不重要。” “但它們表明情況很複雜——驚喜！——並且存在多種可能的途徑參與其中。”
這些其他途徑仍然是一個謎。休加尼爾說，在沒有 PKM-ζ 的情況下，“對於長期記憶是如何維持的，沒有太多令人信服的替代方案。” 他的團隊現在正試圖透過識別 ZIP 的真正目標來探索其他機制。“維持長期記憶的機制將是未來多年神經科學研究中最令人興奮的領域之一，”他說。