我們總好奇,為什么經歷過的重要事有的轉眼就忘,有的能記上好多年。大腦能儲存長期記憶,離不開染色質這類表觀遺傳物質的精細調控。
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基于此,2026年6月29日,多倫多大學Iva B. Zovkic研究團隊在Neuropsychopharmacology雜志發表了“Splice isoforms of the histone variant macroH2A1 differentially regulate hippocampal gene expression and memory formation”揭示了組蛋白變體macroH2A1的剪接異構體對海馬基因表達和記憶形成具有差異性調控作用。
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組蛋白mH2A1是大腦負責長期記憶的關鍵蛋白,它能分出兩種亞型。實驗發現兩種亞型管控的記憶相關基因互不相同,只有少了 mH2A1.1 才會記不住東西。它能壓制阻礙記憶的基因,這種蛋白分型調控是大腦形成長久記憶的重要表觀手段。
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圖一 mH2A1.1和mH2A1.2在小鼠海馬體中均有表達
作者先通過組織染色觀察到,mH2A1.1和mH2A1.2兩種蛋白亞型都存在于海馬CA1區域,之前實驗也證明,該區域這類蛋白總量變少會造成記憶變差。
接著用定量技術檢測兩種亞型的基因含量,發現海馬里mH2A1.2數量更多。
作者又檢測了前額葉、中腦、小腦等其他大腦區域,結果全都一樣。
也就是說不只是海馬,大腦各個區域里mH2A1.2的表達量都高于mH2A1.1。
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圖二 記憶好壞,關鍵看mH2A1.1
作者通過腦部定點注射,分別抑制小鼠海馬CA1區的兩種蛋白亞型,然后通過一系列行為實驗對動物進行評估。
結果顯示,只缺少mH2A1.1的小鼠,辨認物體、記住物品位置和恐懼記憶都出現明顯缺陷,日常探索活動、行動能力和焦慮狀態卻不受影響。
而抑制mH2A1.2只會讓小鼠焦慮感變低,記憶能力完好無損。
這就說明,海馬CA1區里負責維持正常長期記憶的只有mH2A1.1,mH2A1.2并不參與記憶調控。
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圖三 敲除(或耗竭)mH2A1.1會上調記憶抑制基因的表達
作者接下來探究為何只有缺失mH2A1.1會損傷記憶。
對比兩類亞型敲除后基因變化,缺失mH2A1.1會激活更多阻礙記憶的基因。這種差異并非蛋白直接結合基因片段造成,而是通過間接方式調控。
實驗證實缺失mH2A1.1會拉高鈣調磷酸酶等多種記憶抑制基因,即便經歷記憶訓練后,這類基因依舊偏高。由此說明,mH2A1.1原本負責壓制記憶抑制基因,失去它記憶就會變差。
總結
本研究區分了胚胎發育階段與成年時期 mH2A1 兩種亞型的不同功能,證明二者作用受發育進程調控。幼年缺失會啟動代償、引發大腦發育異常,成年海馬特異性減少則直接破壞記憶或改變情緒,完善了組蛋白可變剪接調控大腦記憶與神經功能的時序表觀遺傳機制。
文章來源:
https://doi.org/10.1038/s41386-026-02479-y
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