科学家从蜗牛身上吸了一口记忆 又把它藏在了另一只蜗牛身上
一项新的研究强烈表明,至少有一些记忆存储在遗传密码中,遗传密码可以像记忆汤一样。从一只动物中取出它并将代码粘在第二只动物身上,第二只动物可以记住只有第一只动物知道的东西。
这可能听起来像科幻小说,或提醒一些读者几十年前被揭穿的想法。但这是一项严肃的科学研究:在一项新研究中,加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)的研究人员从一只蜗牛中提取RNA,一种遗传信使分子,并将其植入另一只蜗牛中。然后,为了获得良好的测量结果,他们将相同的RNA运送到陪替氏培养皿中的一束松散神经元上。在这两个实验中,接受者 - 无论是蜗牛还是皮质神经元 - 都记得捐赠蜗牛所经历过的事情。
记忆很简单,即使是蜗牛的反射型,无脑神经系统也可以保持这种状态:屁股中电击的冲击。
当海兔(Alysia californica)海洋蜗牛在尾巴中掠过时,它们会通过简单的神经系统发出信号:收回海鞘虫!
在那个信号,从他们的小蜗牛肚子上悬挂的小肉质襟翼收缩。
经常冲击一只蜗牛,它会记得它最近被摧毁了很多,并且它的parapodia将缩回更长和更长的时间。这是一个基于简单内存的简单行为。在今天(5月14日)发表在eNeuro杂志上的新论文中,加州大学洛杉矶分校的科学家表明,他们可以用一种形式的RNA从一只蜗牛中汲取记忆并将其粘在另一只蜗牛中。
“接受者接触到的所有物质都来自受过训练的动物[带有zap记忆的蜗牛]或未经训练的动物的RNA,或者在某些情况下,只是我们用来传递RNA的化学物质,”David Glanzman说道。首席研究作者David Glanzman,加州大学洛杉矶分校的神经科学家和综合生物学家。
当RNA来自一只没有被摧毁的蜗牛时,记忆接受者表现得“天真”,只是在一次摧毁之后短暂地缩回他们的parapodia,好像没有更多的zaps来了。但是当蜗牛从已经被摧毁的蜗牛身上接触到RNA时,它们会在zaps后更长时间地收回它们的parapodia。
“这很重要,因为它说它不仅仅是[任何植入的RNA]在神经元中产生广泛的兴奋性,”Glanzman告诉Live Science。
相反,来自其他蜗牛的RNA的蜗牛 - 只有那些蜗牛 - 的行为就像他们自己接受了那些最初的“教导”尾部冲击一样。
格兰兹曼和他的同事能够在培养皿中看到它们在一系列蜗牛神经元中更为基本的影响。当研究人员将受过训练的蜗牛的RNA中的神经元浸泡24小时后,将化学信使中的细胞浸入水中,这意味着“屁股!” (在蜗牛中,这种化学物质是血清素),神经细胞疯狂地射击,告诉他们不存在的parapodia撤回。
当神经元沐浴在未经训练的蜗牛的RNA中时,神经细胞的反应更短,强度更低。
一场长期酝酿的辩论
“本文描述了关于记忆是否可以通过转录组[遗传]转移进行移植的潜在变革性研究结果,”加州斯克里普斯研究所研究记忆的神经科学家Sathya Puthanveettil说,但他没有参与这项研究。
关于记忆的基本单位是否主要存储在“转录组”(细胞内的长分子也用于记录基因)或“ 连接组 ”(神经细胞之间的连接网络)中,神经科学一直存在着长期不安的争论。。
转录组在20世纪更受欢迎,当时科学家尝试并且未能在与格兰兹曼大致相似的较为粗糙的实验中追捕“记忆RNA”。然而,最终,这个想法变得不受欢迎,越来越多的研究和资金转向了连接组。今天,有几种积极尝试将连接组映射到人体中,并且某些研究人员甚至建议连接组可用于在死后保存人类记忆 - 尽管这尚未得到证实。
但连接组研究 - 包括对线虫Caenorhabditis elegans 整个连接组的映射未能产生关于记忆物质的确凿的,预测性的证据,因此一些科学家对这项工作的看法也不那么有利。
事实上,格兰兹曼在辩论中是一个党派,他说他认为他的实验是他身边的证据。
他说:“在我看来,我们花费了太多的时间和金钱来研究突触连接,并且没有足够的资金来研究这些基于RNA的变化和表观遗传学”,或者细胞如何与遗传密码相互作用的变化。
蜗牛内存的明显演示代表了这个原因的有力论据。不过,重要的是要记住,这只是一个实验。
“目前,我们对如何实现这种记忆转移没有太多的机械见解,”Puthanveettil告诉Live Science。“我们需要更多验证性实验来验证其他模型中的这些发现。”
换句话说,科学家根本不知道这种转移是如何发生的,而且这个实验中可能会发生一些他们不理解的事情。
现在,在科学家们说他们找到了记忆的东西之前,还有很多工作要做。重要的是,这里转移的记忆类型,反射的敏感性,是最基本的存在。
格兰兹曼说,这项研究的下一步是尝试类似记忆转移的功能,包括更复杂的动物,如老鼠,更复杂的记忆。
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