記憶的形成會讓腦細胞破壞自己的DNA

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雙股螺旋斷裂1

我們知道DNA受損不是一件好事,癌症就是這樣產生的。但一個驚人的新研究也許會改變這認知,科學家發現腦細胞會破壞自己的DNA讓我們可以學習與產生記憶

這樣的破壞是有必要性的,它讓早期反應基因(early-response genes)可以產生長久的記憶。這些受損的地方會很快的被DNA修復系統復原,但這能力會隨著年紀而退化,讓受損的地方堆積然後讓腦細胞跟著退化。

這研究被麻省理工學院(MIT)的團隊支持,由Li-Huei Tsai帶領,他們之前也在做同樣的研究。他們發現老鼠的大腦在許多DNA受損下有出現阿爾茨海默氏症的行為,在症狀出現之前。這些造成在海馬區(學習與記憶的重要區域)的DNA雙股螺旋斷裂(DSB)。

海馬區

為了找出更多的答案,這團隊在培養皿裡生長神經元,讓它們與造成DSB的試劑接觸,然後觀察它們的基因表現程度。他們發現大部分被DSB影響的基因表現都減少,但有一小部分的基因表現增加,這些基因負責神經元活動的監管,包括早期反應基因。

雙股螺旋斷裂

這團隊也想知道一般的神經元刺激是否也可以造成DNA破壞,所以他們加了一種物質在突觸的細胞裡(這些細胞會加強神經元資料流動的間隔),這樣可以模仿一個生物接觸新的經驗時的狀態。

突觸

Tsai說“我們發現這治療很快的增加了那些早期反應基因的表現,但也造成DNA雙股螺旋斷裂。”

所以這些斷裂與早期反應基因表現的增加有什麼關聯? 他們用電腦細查這些基因鄰居的DNA 定序,研究家發現一種結合蛋白(architectural protein)在結合的時候會讓DNA股打結。這些結為了防止遠距離的DNA互動會變成基因表現的阻礙。破壞這些結才能自由的讓基因表現。

結合蛋白

這些發現很重要因為早期的研究說老化與學習跟產生記憶的過程中基因表現的減少有關。因此很有可能老化會造成DNA修復系統的退化,但目前還不清楚這些改變為什麼會發生,所以研究家們決定要設計更多的研究來找出答案。

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來源: Iflscience

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