这么久了你为什么还记得？最新Sci Adv揭示特殊“分子胶水”——KIBRA与PKMzeta的结合确保了记忆的稳定存储

无论是初次踏入动物园、海洋馆的兴奋，还是初次驾驭自行车的颤栗，那些珍贵的童年回忆往往伴随我们直至成人。然而，这些记忆是如何穿越岁月长河，得以终生留存的呢？

近日，一篇发表在国际杂志Science Advances上题为“KIBRA anchoring the action of PKMζ maintains the persistence of memory”的研究报告中，来自纽约大学等机构的科学家们揭示了机体长期记忆的生物学解释。研究聚焦于一种名为KIBRA的关键分子，它如同记忆世界的“超级胶水”，能够锚定其他分子，从而巩固记忆痕迹。

论文的作者，André Fenton教授指出，过去对长期记忆存储机制的研究多关注单个分子的独立作用，而本研究则揭示了它们如何协同工作以确保记忆的持久保存。深入解析记忆的保持机制，不仅能够增进我们对大脑运作的理解，还有助于未来针对记忆障碍相关疾病的治疗策略的开发。

此前的研究表明，神经元能以强突触和弱突触的模式在记忆中储存信息，这就决定了神经网络的连接性和功能，然而，突触中的分子并不稳定，其在神经元中会不断移动，并且会在数小时至数天内被消耗和替换，这不禁让人疑惑，记忆是如何在数年到数十年内保持稳定的呢？

在这项对小鼠进行的研究中，科学家们重点关注了KIBRA（肾和脑表达蛋白，kidney and brain expressed protein）分子的重要作用，该蛋白的突变与机体记忆力的好坏密切相关。研究着重分析了KIBRA与另一关键分子——蛋白激酶Mzeta（PKMzeta）之间的交互作用。PKMzeta是已知强化哺乳动物突触连接的关键酶，但其自身稳定性不足，几天内便会分解消失。

一种特殊的“分子胶水”或能确保记忆的形成和稳固

图片来源：Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adl0030

实验显示，KIBRA正是长期记忆的“缺失拼图”。它如同“持久性突触标签”或强力胶水，选择性地附着于强突触并与PKMzeta结合，同时避开弱突触。在记忆形成的过程中，参与记忆的突触被激活，KIBRA随即定位其中。PKMzeta则吸附于KIBRA标签之上，保持突触强度，使突触持续吸引新生的KIBRA和PKMzeta，确保记忆的稳定存储。

进一步研究发现，破坏KIBRA与PKMzeta间的结合会导致原有记忆的消退。先前研究指出，随意增加大脑中的PKMzeta可强化薄弱或逐渐淡化的记忆，这一现象看似矛盾，因PKMzeta应随机作用于不同位置，产生相反效果。但KIBRA介导的持续性突触标签解释了为何额外的PKMzeta仅在KIBRA标记处加强记忆，这一发现与记忆相关的神经和心理障碍存在潜在的临床关联。

该研究还验证了一个由Francis Crick在1984年提出的概念，即尽管细胞与分子不断更新，但大脑记忆存储的机制类似“提修斯之船”理论。这一理论源自古希腊哲学，提修斯之船通过不断更换新木板维持船只的延续。正如Sacktor教授所述，我们发现的持久性突触标签机制，就像提修斯之船世代更换木板一样，即便构成记忆的蛋白质被替换，记忆仍能持续多年。

研究者Francis Crick凭直觉发现了提修斯之船的机制，甚至还预测了蛋白激酶的作用，但本文的研究者前前后后共花费了近40年时间才确定了这两种组分是KIBRA和PKMzeta，并揭示了它们相互作用的精妙机制，为理解记忆的持久性提供了前所未有的视角。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

PANAYIOTIS TSOKAS,CHANGCHI HSIEH,RAFAEL E. FLORES-OBANDO, et al. KIBRA anchoring the action of PKMζ maintains the persistence of memory, Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adl0030.