Science子刊：关闭NEAT1有望恢复老年人的正常学习和记忆能力
来源：本站原创 2019-07-06 14:32
2019年7月6日讯/生物谷BIOON/---你可以把这称为一个巧妙的发现。在一项新的研究中，来自美国阿拉巴马大学伯明翰分校的研究人员发现一种组织特异性的称为NEAT1的长链非编码RNA（lncRNA）在记忆形成中发挥着一种重要的之前未被描述的作用。相关研究结果发表在2019年7月2日的Science Signaling期刊上，论文标题为“Long noncoding RNA NEAT1 medi
2019年7月6日讯/生物谷BIOON/---你可以把这称为一个巧妙的发现。在一项新的研究中，来自美国阿拉巴马大学伯明翰分校的研究人员发现一种组织特异性的称为NEAT1的长链非编码RNA（lncRNA）在记忆形成中发挥着一种重要的之前未被描述的作用。相关研究结果发表在2019年7月2日的Science Signaling期刊上，论文标题为“Long noncoding RNA NEAT1 mediates neuronal histone methylation and age-related memory impairment”。
我们很早就知道DNA包含的指令或代码为细胞提供了构建和维持有机体所需的遗传信息，就像字母表中的字母是用来制作单词的代码一样。作为信使，mRNA最终以蛋白形式将这种代码传递给单个细胞。然而，也存在非编码RNA，它们确实携带传递给细胞的指令，但不编码蛋白，而且它们的作用（如果有的话）没有得到很好的理解。近期，科学家们已认识到非编码RNA可能发挥着比最初认为的更重要的作用。
论文通讯作者、阿拉巴马大学伯明翰分校神经生物学系副教授Farah Lubin博士说道，“NEAT1是一种在大脑海马体区域中发现的组织特异性非编码RNA。这个大脑区域与学习和记忆最为相关。虽然NEAT1与身体其他部位的癌症有关，但是我们发现在海马体中，它似乎调节记忆的形成。”
Lubin说，当NEAT1开启或处于活性状态时，我们也不会学习。但是当提供外部学习经验时，它会关闭，从而让大脑从外部刺激中学习。她用汽车作比喻。发动机可能正在运行；但是当刹车打开时，汽车不会移动。你必须松开刹车踩油门才能让汽车开动。
Lubin说道，“NEAT1就是刹车：当它开启时，我们不会学习，至少没有它关闭时我们学习的那么多。在年轻的大脑中，当出现促进学习的外部刺激时，NEAT1会关闭。鉴于衰老的特征之一是记忆力下降，我们想知道NEAT1是否与这种下降有关。”
Lubin说，NEAT1作用的靶基因之一是记忆形成所必需的c-FOS。相比于年轻的大脑，NEAT1在衰老的大脑中存在得更多，这就会干扰c-FOS的表观遗传调节，从而破坏它的记忆功能。
通过在小鼠模型中使用siRNA技术，Lubin及其团队能够关闭年老小鼠的NEAT1。当NEAT1关闭时，这些小鼠表现出正常的学习和记忆能力。
下一步是使用CRISPR/dCas9基因激活技术改变年轻小鼠中的NEAT1水平。在年轻的小鼠中提高NEAT1的水平会导致它们的学习和记忆能力下降。
Lubin说道，“在年老动物中关闭NEAT1会增强记忆力，而在年轻动物中增加NEAT1水平会减少它们的记忆。这给了我们非常有力的证据表明NEAT1及其对c-FOS表观遗传控制的影响是记忆形成的关键之一。这些都是重要的发现，这是因为我们不仅发现了一种新的表观遗传启动因子和调节因子，我们还鉴定出NEAT1非编码RNA的新作用。这为更多研究其他非编码RNA的潜在作用奠定了基础。”
Lubin表示，进一步的研究还应当探究利用相同的CRISPR/dCas9技术最终阻止老年人中的NEAT1过度表达来协助促进记忆形成的潜力。目标就是找到方法来增强因衰老或者阿尔茨海默病或其他痴呆症等存在记忆缺陷的疾病中受到影响的记忆。（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
Anderson A. Butler et al. Long noncoding RNA NEAT1 mediates neuronal histone methylation and age-related memory impairment. Science Signaling, 2019, doi:10.1126/scisignal.aaw9277.
图片来自Lubin博士。
我们很早就知道DNA包含的指令或代码为细胞提供了构建和维持有机体所需的遗传信息，就像字母表中的字母是用来制作单词的代码一样。作为信使，mRNA最终以蛋白形式将这种代码传递给单个细胞。然而，也存在非编码RNA，它们确实携带传递给细胞的指令，但不编码蛋白，而且它们的作用（如果有的话）没有得到很好的理解。近期，科学家们已认识到非编码RNA可能发挥着比最初认为的更重要的作用。
论文通讯作者、阿拉巴马大学伯明翰分校神经生物学系副教授Farah Lubin博士说道，“NEAT1是一种在大脑海马体区域中发现的组织特异性非编码RNA。这个大脑区域与学习和记忆最为相关。虽然NEAT1与身体其他部位的癌症有关，但是我们发现在海马体中，它似乎调节记忆的形成。”
Lubin说，当NEAT1开启或处于活性状态时，我们也不会学习。但是当提供外部学习经验时，它会关闭，从而让大脑从外部刺激中学习。她用汽车作比喻。发动机可能正在运行；但是当刹车打开时，汽车不会移动。你必须松开刹车踩油门才能让汽车开动。
Lubin说道，“NEAT1就是刹车：当它开启时，我们不会学习，至少没有它关闭时我们学习的那么多。在年轻的大脑中，当出现促进学习的外部刺激时，NEAT1会关闭。鉴于衰老的特征之一是记忆力下降，我们想知道NEAT1是否与这种下降有关。”
Lubin说，NEAT1作用的靶基因之一是记忆形成所必需的c-FOS。相比于年轻的大脑，NEAT1在衰老的大脑中存在得更多，这就会干扰c-FOS的表观遗传调节，从而破坏它的记忆功能。
通过在小鼠模型中使用siRNA技术，Lubin及其团队能够关闭年老小鼠的NEAT1。当NEAT1关闭时，这些小鼠表现出正常的学习和记忆能力。
下一步是使用CRISPR/dCas9基因激活技术改变年轻小鼠中的NEAT1水平。在年轻的小鼠中提高NEAT1的水平会导致它们的学习和记忆能力下降。
Lubin说道，“在年老动物中关闭NEAT1会增强记忆力，而在年轻动物中增加NEAT1水平会减少它们的记忆。这给了我们非常有力的证据表明NEAT1及其对c-FOS表观遗传控制的影响是记忆形成的关键之一。这些都是重要的发现，这是因为我们不仅发现了一种新的表观遗传启动因子和调节因子，我们还鉴定出NEAT1非编码RNA的新作用。这为更多研究其他非编码RNA的潜在作用奠定了基础。”
Lubin表示，进一步的研究还应当探究利用相同的CRISPR/dCas9技术最终阻止老年人中的NEAT1过度表达来协助促进记忆形成的潜力。目标就是找到方法来增强因衰老或者阿尔茨海默病或其他痴呆症等存在记忆缺陷的疾病中受到影响的记忆。（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
Anderson A. Butler et al. Long noncoding RNA NEAT1 mediates neuronal histone methylation and age-related memory impairment. Science Signaling, 2019, doi:10.1126/scisignal.aaw9277.
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