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看好文獻是一種享受

好的文章不僅要讀,而且要品。雖然我們不一定能發表這樣好的文章,至少要明白好文章好在什么地方,這需要經常品品好文章。品文章的原因可能是我們對研究不太熟悉,也可能科研水平不夠,或者科研品位不夠高,多品品應該是提高科研品位的好辦法。后記

科研論文是一種故事,好的科研論文往往是一個比較精彩的故事,有空讀點好論文是一種享受。下面我們看一篇最新文獻,來說明這個感受。

來自麻省理工學院(MIT)麥戈文腦科學硏究所華人學者林映晞關于學習記憶分子的文章,2011年12月23日在《科學》上發表。相關介紹可以看,但這些介紹只是能看看熱鬧。如果認真閱讀這個文章的原文,則可以體驗更多樂趣。

題目:Npas4 Regulates a Transcriptional Program in CA3 Required for Contextual Memory Formation.DOI: 10.1126/science.1208049

該研究主要的內容,可以先看摘要,簡單說就是證明了海馬CA3區域的Npas4在情景記憶中是管家調節因子,是長期記憶形成的中樞分子。

為什么要研究這個課題,作者說了,學習記憶涉及到一些快速基因表達,但過去發現許多快速基因在細胞存活和正常功能中也具有重要作用,說明這些基因不是特異性的學習記憶基因,那么尋找具有學習記憶選擇性的基因就是很有意思的學問了。(這個說法有一定誤導性,道理不錯,但你怎么就找到這個分子了,為什么不選擇其他分子)。關于為什么選擇這個分子,作者的解釋說過去已經證明這個分子和神經活動有關(許多早期基因都有關系,這也只能說明這個分子也可能屬于這類分子)。本人猜測,作者一直開展這一分子的神經生物學機制研究,在3年前曾經在Nature發表同一個分子和神經興奮的關系,可能是該小組繼續開展這一工作的直接原因。

作者采用了細胞學試驗證明他們這個分子的選擇性特點,就是神經細胞膜去極化能引起這個分子基因表達,蛋白水平增加。而且這種變化具有鈣離子依賴性。這些特點另一些早期基因也具備,但許多與存活有關的刺激因素,例如神經生長因子只能使那些老的早期基因表達,不影響我們這個分子。這說明這個分子具有神經活動調節的特異性,暗示是學習記憶選擇性基因。

然后采用一種學習動物模型,關于這個模型,作者給記者有比較形象的描述“林映晞吿訴記者,這項 實驗的名稱是“環境恐懼識別”(contextual fear conditioning)。把一個小老鼠放到一個新籠子里,僅用3~4分鐘,它會很快記住這個籠子。如果同時通過籠子對小老鼠電擊3-4次,每次2秒鍾 的話,小老鼠就會記住這個籠子是危險的。下次再把它放進這個籠子時,它會害怕地縮到籠子一角。正常情況下,對這個可怕的籠子記憶會保持幾個月,甚至是小老鼠的一生。用一只Npas4基因被拿掉的小老鼠做同樣的實驗,發現小老鼠對可怕籠子的記憶只能持續5分鐘。把Npas4基因再植入小老鼠大腦后,小老鼠又 能正常的長期記住這個可怕的籠子了?!?/FONT>

先檢測這些早期基因在受到恐懼刺激后的改變,結果發現在海馬這個腦區,三種早期基因在5分鐘到1小時都出現表達上升,這用活體試驗說明這些基因的早期性特點。然后采用三組不同的設計,采用條件反射建立作為長期記憶的手段,發現無論是否有記憶,傷害刺激能引起早期基因表達,但只有存在基因的動物npas4才表達,說明這個分子具有記憶選擇性特點??梢哉f,故事到這里已經可以到一個段落了。

但現在的研究不操作基因不算好故事,然后作者們把這個基因敲掉,動物的學習記憶能力喪失了,這說明這個基因確實是學習基因非常重要的基因。更精彩的是,他們選擇性敲除海馬不同區域的npas4,結果發現只有CA3的基因才是發揮這個作用的關鍵,Ca1的沒有作用。先把基因敲除,然后選擇性激活CA3區域該基因表達,可以重新獲得長時間記憶能力。然后他們又證明這個基因在控制其他早期基因中的核心地位,并確定了影響這些基因表達的其他輔助分子。

文章信息量很大,思路清晰,讀起來真是非常享受,不愧為頂級雜志的論文。感覺該論文美中不足的是功能評價沒有電生理方面的證據,只用行為學作為評價標準證據似乎不夠硬。

The rapid encoding of contextual memory requires the CA3 region of the hippocampus, but the necessary genetic pathways remain unclear. We found that the activity-dependent transcription factor Npas4 regulates a transcriptional program in CA3 that is required for contextual memory formation. Npas4 was specifically expressed in CA3 after contextual learning. Global knockout or selective deletion of Npas4in CA3 both resulted in impaired contextual memory, and restoration of Npas4 in CA3 was sufficient to reverse the deficit in global knockout mice. By recruiting RNA polymerase II to promoters and enhancers of target genes, Npas4 regulates a learning-specific transcriptional program in CA3 that includes many well-known activity-regulated genes, which suggests that Npas4 is a master regulator of activity-regulated gene programs and is central to memory formation.

Activity-dependent regulation of inhibitory synapse development by Npas4.pdf

Npas4 regulates a transcriptional program in CA3 required for contextual memory .pdf

 

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本文引用地址:http://blog.sciencenet.cn/blog-41174-530341.html

 

 
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