对钙敏感蛋白的分子理解可以解释长期记忆的奥秘

玛格丽特·斯特拉顿 (Margaret Stratton ) 和她的学生在她的 实验室中研究神经元蛋白质时，正在思考一个难题：记忆如何比编码它的分子寿命更长?

“大脑中的细胞会存在很长时间，因此我们可以在细胞水平上了解记忆是如何持续数十年的，” 生物化学和分子生物学副教授斯特拉顿说。“但这些细胞内的成分一直在循环——蛋白质特别是在几秒到几小时、也许几周，但肯定不是几年的数量级上被降解和重新制造。”

为了推进她对这一重大问题的研究，Stratton 获得了国家普通医学科学研究所根据 最大化研究者研究奖 (MIRA) 计划提供的为期五年、价值 180 万美元的资助。MIRA 资助旨在提高有才华和有前途的科学家的科学生产力，增加重要突破的几率。

Stratton 研究 Ca 2+ /钙调蛋白依赖性蛋白激酶 II (CaMKII)，一种由哺乳动物中的四个基因编码的钙敏感蛋白。

“从小鼠实验以及在人类身上发现的突变，我们知道这种蛋白质在学习和记忆中确实至关重要，”Stratton 解释道。

最终目标是通过研究神经元中的 CaMKII 如何充当长时间维持分子信号的中枢，弄清楚长期记忆在分子水平上的工作原理。

斯特拉顿说：“一旦我们掌握了这一点，它就有希望为我们提供在出现问题时进行治疗干预的方法，无论是因为这种特定蛋白质的突变还是因为影响长期记忆的其他蛋白质的突变。” .

该研究的应用超出了理解记忆的分子基础，因为 CaMKII 也存在于体内其他钙偶联细胞中，包括心脏中的心肌细胞和卵巢中的卵母细胞。

Stratton 和她的团队将使用测序、生物化学、结构生物学和细胞分析来研究 CaMKII 在不同细胞中的作用，以及这种酶如何适应这种多功能性。

“很酷的是，在这些不同细胞中发现的蛋白质版本实际上非常相似，”她说。“所以我们在一个系统中学到的东西也会告诉我们其他系统。”

一旦对分子机制有了更好的理解，研究人员就可以致力于开发一系列疾病的治疗方法。

资助摘要总结说，该研究有望“对神经系统疾病、心功能障碍和不孕症的治疗干预产生深远影响”。