多年来，一种特定的蛋白质一直被认为是长期记忆的关键。抑制这种酶可以抹去旧的记忆，而添加它则可以加强褪色的记忆。但是，两组独立的美国科学家现在通过开发完全缺乏这种酶的小鼠，并表明这些小鼠没有可检测到的记忆问题，从而 серьезно 挑战了这种“记忆分子”的作用。他们的研究结果今天发表在《自然》杂志上。
围绕这种名为蛋白激酶M-ζ (PKM-ζ) 的酶的兴奋始于 2007 年，当时纽约市州立大学下城医学中心的托德·萨克托尔抹去了大鼠一个月前对 неприятных 气味的记忆。他通过将 ZIP（一种旨在阻断该酶的小肽）注射到它们的海马体（大脑中记忆形成的关键区域）中来实现这一点。
其他团队也获得了类似的结果，通过将 ZIP 注射到啮齿动物、果蝇和海兔的不同大脑区域，抹去了不同类型的记忆。2011 年，萨克托尔做了相反的事情：他通过向大鼠大脑注射携带额外 PKM-ζ 拷贝的病毒，加强了它们对 неприятных 味道的记忆。
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记忆惊喜
这些引人入胜的研究表明，长期记忆并非 статичным и стабильным，而是出人意料地脆弱，并且依赖于单一酶的持续活动。
马里兰州巴尔的摩市约翰·霍普金斯大学的理查德·休加尼尔对这些结果很感兴趣，但担心大部分数据都依赖于 ZIP 的作用。他和他的合作者采取了不同的途径，在小鼠胚胎中删除了两个基因——一个用于 PKM-ζ，另一个用于一种名为 PKC-ζ 的相关蛋白。加利福尼亚大学旧金山分校的罗伯特·梅辛和同事们独立工作，创造了类似的小鼠。
这两组小鼠都没有表现出任何记忆问题。梅辛的小鼠在 一系列的 поведенческих 实验中形成了对恐惧、物体、地点和动作的持久记忆。休加尼尔的小鼠表现出正常水平的长期增强作用——两个神经元之间突触的加强，这被认为是学习和记忆的基础。
“我们的研究相当确凿地表明，PKM-ζ 不调节记忆，”休加尼尔说。“我们感到非常惊讶。” 更令人惊讶的是，两个团队都发现，尽管他们的小鼠缺乏 PKM-ζ，但 ZIP 仍然可以破坏它们已建立的记忆。
休加尼尔团队成员莱诺拉·沃尔克说：“我们的研究并未排除 PKM-ζ 可能在某些形式的记忆中发挥作用的可能性，但它并非当前文献所认为的记忆的必要主 регулятор。”
但萨克托尔认为，这些结果“并不太令人惊讶”，因为不同的基因可能已经 компенсировал 损失，就像在某些基因被删除的小鼠中经常发生的那样。他怀疑相关的蛋白质，如 PKM-ι 或 PKM-λ 可能参与其中。“我认为未来的方向将是尝试找到记忆的备用机制。”
替代途径
然而，休加尼尔的团队还创造了小鼠，它们 PKM-ζ 基因可以在成年后通过给它们一种特定的药物随意删除。这使得研究人员能够在成年期，即小鼠在正常水平下长大后，耗尽这种酶。这些动物仍然表现出正常的长期增强作用。
亚利桑那大学图森分校的认知科学家林恩·纳德尔说：“这些结果并未表明 PKM-ζ 不重要。” “但它们表明情况很复杂——惊喜！——并且存在多种可能的途径参与其中。”
这些其他途径仍然是一个谜。休加尼尔说，在没有 PKM-ζ 的情况下，“对于长期记忆是如何维持的，没有太多令人信服的替代方案。” 他的团队现在正试图通过识别 ZIP 的真正目标来探索其他机制。“维持长期记忆的机制将是未来多年神经科学研究中最令人兴奋的领域之一，”他说。