旧的记忆消失:发现一个基因对于记忆灭绝可能导致新的PTSD治疗吗

如果你打了一个欺负你的每天从学校走路回家,你可能会变得非常害怕你通常的地方见过他。然而,如果镇上的欺负搬出去,你会逐渐停止担心。

神经科学家把这种现象叫做“记忆灭绝”:条件反应逐渐消失,旧的记忆所取代新体验。

麻省理工学院的一项新研究揭示了一个基因,对于内存灭绝的过程是至关重要的。加强这个基因的活动,称为Tet1,创伤后应激障碍(PTSD)患者可能受益,使其更容易取代恐惧记忆与更积极的协会,Li-Huei蔡说,麻省理工学院的主任Picower研究所学习和记忆。

Tet1基因控制一小群其他基因所需内存灭绝。“如果有一种方法可以大大提高这些基因的表达,然后灭绝学习将会更加活跃,”蔡说,Picower麻省理工学院神经科学教授和高级论文的作者出现在9月18日出版的《华尔街日报》神经元。

该论文的主要作者Andrii Rudenko, Picower研究所博士后,和Meelad Dawlaty,怀特黑德研究所博士后。

新的和旧的记忆

蔡的团队共事鲁道夫·怀特黑德Jaenisch的实验室的研究人员研究Tet1这种基因的老鼠在摧毁了。Tet1等春节蛋白质帮助调节DNA的修改,确定一个特定基因是否表达。春节在大脑蛋白质非常丰富,这使科学家怀疑他们可能参与学习和记忆。

令他们吃惊的是,研究人员发现,老鼠没有Tet1完全能形成记忆和学习新任务。然而,当团队开始学习记忆消失,出现了显著差异。

测量老鼠扑灭记忆的能力,研究人员条件的老鼠害怕一个特定的笼子里,他们收到了轻微的冲击。记忆形成后,研究人员又将老鼠在笼子里,但没有提供冲击。一段时间后,小鼠与正常Tet1水平失去的恐惧笼作为新的取代旧的记忆。

“灭绝发生在内存不是擦除原来的记忆,“蔡说。“老跟踪内存告诉老鼠,这个地方是很危险的。但是新的记忆告诉老鼠,这个地方是安全的。有两种选择的记忆相互竞争。”

在正常小鼠,新的记忆胜出。然而,老鼠缺乏Tet1仍然害怕。“他们不学习,“Rudenko说。“他们陷入,无法扑灭旧记忆。”

涉及空间记忆在另一组实验中,研究人员发现,老鼠缺乏Tet1基因能够学会驾驭水迷宫,但无法扑灭的记忆。

记忆基因的控制

研究人员发现,Tet1施加其影响内存通过改变DNA甲基化的水平,修改控制访问的基因。高甲基化水平块基因的启动子区域,防止他们被打开,而低水平允许他们表达。

许多蛋白质甲基化DNA已确定,但Tet1和其他春节蛋白质具有相反的作用,去除DNA甲基化。麻省理工学院的研究小组发现,老鼠缺乏Tet1 hydroxymethylation-an中间步骤的水平低得多甲基化海马体和大脑皮层,这都是关键学习和记忆。

脱甲基的变化是最引人注目的大约200个基因,包括一小部分所谓的“立即早期基因,”,这是至关重要的记忆的形成。在老鼠身上没有Tet1,立即早期基因高度甲基化,让这些基因很难打开。

立即早期基因的启动子区域称为Npas4-which Yingxi Li弗雷德里克·a·卡罗尔·j·米德尔顿的职业发展助理麻省理工学院神经科学教授,最近显示调节其他立即早期基因研究人员发现甲基化水平接近60%,而正常小鼠的8%。

“这是一个巨大的甲基化增加,我们认为最有可能解释为什么Npas4 Tet1如此大幅下调的基因敲除小鼠,“蔡说。

保持基因可能

研究人员还发现为什么Tet1-deficient老鼠仍然能够学习新事物。在恐惧条件反射,Npas4基因的甲基化下降到20%左右,这似乎是足够低的表达Npas4打开,帮助创造新的记忆。研究人员怀疑的恐惧刺激是如此强大,它会激活其他脱甲基proteins-possibly Tet2或者Tet3-that可以弥补缺乏Tet1。

memory-extinction培训期间,然而,老鼠不经历这样一个强烈的刺激,所以甲基化水平仍然很高(约40%)和Npas4不打开。

研究结果表明,阈值水平的基因表达发生甲基化是必要的,这Tet1维持低甲基化的工作,确保所需的基因记忆形成目前准备,准备打开他们是必要的。

研究人员正在寻找方法来提高Tet1水平人为和研究这样的提高可以增强记忆力是否灭绝。他们也学习的影响消除两个或三个春节酶。

“这不仅有助于我们进一步描绘表观遗传调控记忆形成和灭绝,但也将解开其他潜在功能的建立和甲基化大脑记忆之外灭绝”,Dawlaty说。