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清华大学博士生发现果蝇短时间记忆遗忘机理

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来源: 作者: 2019-05-16 20:13:02

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2010年2月19日的《细胞》杂志刊载了清华学生为第一作者的题为“果蝇遗忘受小G蛋白Rac调控”(“Forgetting Is Regulated through Rac Activity in Drosophila”)的论文。该论文在短时间记忆遗忘的分子机制方面取得了突破性的进展,因此被《细胞》杂志选为这一期的特刊文章(Featured Article),并得到诸多公众媒体如《纽约时报》、《科学美国人》等的关注。

新获取的记忆通常转瞬即逝,比如刚换的号码,刚播报完的快讯,这样的短时间记忆遗忘恰是这项工作研究的主题。清华师生在研究果蝇嗅觉记忆时发现,一个与细胞骨架重排密切相干的蛋白质分子Rac在遗忘进程中扮演了重要角色。当把果蝇脑中Rac的活性降低时,原本在数小时内消逝殆尽的短期记忆可以延长至超过一天,与之相反,当把Rac的活性升高时,短期记忆衰减显著加快。Rac活性的改变其实不影响学习的产生,且独立于果蝇中已知的记忆构成机制,所以Rac似乎介导了一个专职的“记忆清除”进程。有趣的是,他们发现Rac被抑制而遗忘受限的果蝇在面对环境变化时表现行动灵活性缺点。因而,这些研究工作挑战了把遗忘当成一个依附于记忆形成的被动,负面进程的传统看法,同时也开创了对遗忘的分子机理进行探索的先河。此外,人类基因组亦编码有Rac蛋白,而且数个与Rac信号通路相关的基因突变已被证明可导致人类智障(Mental Retardation),因而该项研究工作和成果可以为揭开人类遗忘谜团及智障病因提供重要启示。

该项工作由清华大学生命科学学院钟毅教授研究组完成。钟毅教授是清华大学生命科学学院讲座教授、美国冷泉港实验室教授。他多年来一直致力于利用果蝇模型理解学习记忆的机理。他在清华的实验室组建于2001年,已有的工作在解析果蝇长时程记忆的分子机制,及神经退行性疾病的致病机理研究方面均取得重大进展。这篇与遗忘机理相关的《细胞》论文,所有工作均在清华完成,并受到国家“973”、北京市科委、裕元基金的大力支持。

该论文的第一作者、清华大学生命科学学院博士生帅祎春谈到该项研究成果时说,这项研究成果历经近4年的时间,钟毅老师的有效指导和实验室的良好合作氛围是获得研究成果的关键所在。“刚进实验室时,钟老师鼓励我们根据自己的兴趣自由探索,哪怕一点点小的发现,他都会给予热忱而诚挚的赞美。在积累了一定的探索经验并有了一些有意思的成果后,钟老师便会跟进,在大方向上给予引导。”帅祎春说。钟毅教授每个月都会在清华待上十多天的时间,除指导学生和科研事务外,还积极组织实验室的coffee time(咖啡时间)活动,并约请许多老师参与进来,与学生分享科学内外的一切有趣话题。“我们都很喜欢coffee time,已有多位老师与我们一同分享了他们成长的传奇经历,以及他们对科研人生的独到看法。” 帅祎春说。钟毅教授还非常注重学生的国际交流。“我在读研究生三年级时曾经去美国参加2006年的神经科学年会,并在钟老师冷泉港实验室待了一个月的时间。那时,国内的学生能到国外开会还是不多的,所以别人听说我是从国内过来的都很新奇和惊讶。这一次交流对我开阔视野帮助很大。我的博士课题也是从那次交换回来以后逐步成型的。” 帅祎春说。“钟老师具有一种特质,可将他的自己乐观传染给旁边的人,所以学生与他谈话完后总能体验到课题前景一片光明。”

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