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    记忆真会刻进DNA阿!记忆导致DNA损伤再修复,难怪学习【烧脑】

    发布时间: 2024-05-29  点击次数: 517次

    长期以来,科学家一直致力于解开大脑如何存储和回忆记忆的谜团。海马体,作为大脑中负责处理记忆和空间导航的关键区域,一直是研究的热点。近期,来自美国西北大学范伯格医学院医学系的研究人员在Nature正刊在线发表研究论文「Formation of memory assemblies through the DNA-sensing TLR9 pathway」该研究发现学习和记忆形成时会刺激大脑神经元发生强烈的电活动,导致其DNA双链断裂。DNA损伤后,神经元中的特定信号通路被激活以修复DNA损伤。正是在神经元的DNA损伤和修复的过程中,记忆形成和巩固。探讨了TLR9在记忆形成中的作用,特别是在上下文记忆形成中的重要性。TLR9介导的DNA损伤再修复在上下文记忆的形成和持久性中起着关键作用。


    为了探索DNA损伤、炎症反应与小鼠记忆形成之间的关系,研究人员训练小鼠将一个微电击与一个新环境联系起来。此外,研究人员还通过单核RNA测序揭示了上下文恐惧条件和 TLR9 基因敲除对基因表达的影响,TLR9 敲除影响了上调基因的诱导。结果发现与 TLR 信号传导、DNA 修复和囊泡运输相关的兴奋性神经元和免疫反应的变化。此外,研究人员还通过局部注射在人突触素启动子(Syn)控制下表达 Cre 重组酶-GFP 或 GFP 的腺相关病毒(AAV9),诱导 Tlr9fl/fl 小鼠 CA1 背海马神经元特异性敲除 TLR9。结果表明,注射了 Syn-cre 的小鼠在多次测试中的冻结行为显著减少,这表明小鼠的情境记忆受损。


    为了更好地描述CFC和神经元特异性Tlr9-KO对单个神经元和非神经元海马群体基因表达的影响,研究人员还进行了单核RNA测序(snRNA-seq)。实验结果表明,Tlr9基因敲除会破坏CFC诱导的基因表达。此外,研究人员还发现神经元活动可诱导DNA断裂,进而激活DNA损伤修复机制,并发现DNA损伤与炎症信号传导对记忆形成的必要性。


    总体而言,本研究发现神经元中TLR9缺陷会导致DNA损伤应答和中心体功能絮乱,进而引起基因组不稳定性。该研究强调了TLR9信号传导、DNA损伤应答与海马神经元记忆形成之间存在联系。总而言之,TLR9活性对维持神经元基因组完整性至关重要,可能是保护神经认知健康的潜在靶点。本研究强调了TLR9在维持神经元基因组完整性和记忆形成中的重要性。这些发现有助于深入理解记忆形成的分子机制,能够为未来研究神经认知功能和相关疾病提供重要的参考和启示!


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