Nat Neurosci：如何消除机体的恐惧记忆？或许依赖于机体DNA的灵活性！

2020年5月11日 讯 /生物谷BIOON/ --恐惧是一种重要的生存机制，当我们不再需要恐惧时，抑制恐惧的能力也是如此，为了平衡恐惧，大脑会让恐惧消退，在这个过程中，记忆就会在拥有相似环境因素的无恐惧经历中形成，随后这些无恐惧的记忆就会与原始的恐惧记忆相互竞争；近日，一项刊登在国际杂志Nature Neuroscience上的研究报告中，来自昆士兰大学等机构的科学家们通过研究发现，以这种方式消除恐惧记忆的能力或许依赖于机体DNA的灵活性。

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研究者Paul Marshall表示，DNA会采用多种不同的结构，最常见和最被广泛认可的形式就是B-DNA双螺旋，其能顺时针方向旋转，但只要稍微重新排列DNA碱基对之间的连接方式，DNA就会形成其它的双螺旋结构，比如Z-DNA。Z-DNA是B-DNA的逆时针扭转版本，我们可以试想一下，将每只手都认为是DNA链，拇指是碱基，如果我们将双手放在前面，手掌向外，这样拇指就会碰到，这就是B-DNA中两个碱基的连接方式。如果翻转手腕这样我们的手掌就会向内，小手指就会接触，这就是Z-DNA形成过程中碱基的翻转方式，如果继续旋转手腕，重新连接拇指，这就是Z-DNA稳定成为一个新的扭转时所发生的事情。

Z-DNA的形成通常会在较短区域内发生，而且只有特定的序列会像这样由内而外翻转，长期以来研究人员并不知道为何会有这种存在形式。Marshall表示，我们都知道Z-DNA似乎会出现在基因被开启表达的位点，也就是其会成为基因活性的标志物；如今研究人员发现，Z-DNA与包括癌症在内的多种疾病发生相关，此外，研究人员还在阿尔兹海默病患者的大脑中发现了高水平的Z-DNA。这就让研究人员非常感兴趣研究是否Z-DNA也与大脑记忆有关，尤其是参与基因活性快速改变的恐惧记忆消除的形成过程中；为了深入研究，研究人呢元转向对一种名为ADAR1的酶类进行研究，该酶能识别并结合Z-DNA，ADAR1在RNA编辑过程中扮演着关键角色，而RNA编辑对于修饰细胞中蛋白质的功能又非常重要，有证据表明，ADAR1会将Z-DNA转换回B-DNA。

研究者Marshall表示，ADAR1一次能干很多事情，这就正是我们感兴趣对其研究的地方，这项研究中，研究人员关闭了小鼠机体中ADAR1基因的表达，尤其是在小鼠恐惧消除中扮演关键角色的大脑区域中的ADAR1基因的表达；因此，尽管小鼠依然能够形成恐惧记忆，但其却无法形成非恐惧记忆，当研究者突变ADAR1的表达后他们也观察到了类似的效应，相关研究结果表明，Z-DNA会在恐惧期间形成，随后在恐惧消除期间，ADAR1会与Z-DNA结合并完成两项重要的任务，即快速增加RNA的编辑，同时还会将Z-DNA转换成为B-DNA。

研究者指出，似乎我们越容易在DNA结构之间切换，大脑记忆就越有可塑性，即DNA结构越灵活，记忆就越灵活；这或许就能使我们对环境快速做出反应，恐惧记忆具有一定的可塑性，其对个体生存至关重要，但其也会妨碍机体正常的功能；恐惧与恐惧消除之间的平衡对于大脑认知可塑性非常重要，的确，恐惧消除的损伤或许是PTSD（创伤后应激障碍）和恐怖症的关键特征，因此随着研究人员对恐惧消除分子机制理解地越多，就越有机会开发出新型疗法来干预相关的病症。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Marshall, P.R., Zhao, Q., Li, X. et al. Dynamic regulation of Z-DNA in the mouse prefrontal cortex by the RNA-editing enzyme Adar1 is required for fear extinction. Nat Neurosci (2020). doi：10.1038/s41593-020-0627-5