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《细胞》:“智商基因”,幼鼠反袭

时间:2020-10-16  来源:未知   作者:admin

# 神经前研 | NeuroHub 62

# 神经科学 9

文献:

Hsiao, K., Noble, C., Pitman, W., Yadav, N., Kumar, S., Keele, G. R., Terceros, A., Kanke, M., Conniff, T., Cheleuitte-Nieves, C., Tolwani, R., Sethupathy, P., & Rajasethupathy, P. ( 2020 ) . A Thalamic Orphan Receptor Drives Variability in Short-Term Memory. Cell.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.09.011

导读作者:Veronica

俗语说," 龙生龙,凤生凤,老鼠生来会打洞 ",但吾们也清新," 龙生九子,各不走龙 "。基因很大程度上决定了人类生而为人,但它的多样性又决定了吾们每幼我都各不相通,各有所长。

如何清新基因怎样编码分别的性状,并找到决定这栽性状多样性的遗传标记呢?生物新闻学中有一栽定位的手段叫数目性状位点定位(Quantitative Trait Loci mapping, QTL mapping), 它的内心就是找出基因组上各个遗传标记跟能够量化的性状(比如身高,体重,智商)的有关性,倘若有关性很高,则表明这个遗传位点和该性状大有有关。

比来,一群来自洛克菲勒大学的科学家突发奇想:倘若给一群多样化的幼鼠们做 QTL 分析,能找到有关的幼鼠 " 智商基因位点 " 吗?倘若找到了基因位点,又能不及顺藤摸瓜找到 " 智商基因 "?这个题目望首来有点疯狂,但功夫不负有意人,他们真的找到了。

钻研者先给 200 多只由远缘先人幼鼠滋生下来的 " 孙儿孙女们 " (Diversity Outbred, DO)做了 T 迷宫自愿交替测试(Spontaneous alternation T-maze)来测量幼鼠的做事记忆。然后经过基因测序和 QTL 定位,发现五号染色体上的一个 QTL 位点(Smart1)在多多位点中脱颖而出。效果表现,在多多幼鼠中,含有来自幼鼠品系 CAST/EiJ 的 Smart1 遗传标记的幼鼠(Smart1CAST)益像比含有来自另一个幼鼠品系 C57BL/6J 的 Smart1 遗传标记的幼鼠(Smart1B6)的做事记忆更强。

为了进一步验证分析效果,钻研者又做了一个延缓非匹配位置义务测试(delayed non-match to place ,DNMP)。在这个义务中,幼鼠最先必要在 T 迷宫中解放选择其中一个迷宫臂,然后再回到首点期待一段时间(比如 10 秒),末了做第二次选择,选择的规则是:每一次的食物犒赏都将放在与第一次选择相背的迷宫臂中。为了得到食物奖励,幼鼠必要动用做事记忆才能记住第一次的选择的迷宫臂,倘若一向拉永远待时间,则必要的做事记忆也要越强。他们再次发现:含有两个 Smart1CAST 遗传标记(Smart1CAST/CAST)的幼鼠品系 CC012 ,比含有两个 Smart1B6 遗传标记(Smart1B6/B6)的 C57BL/6J 品系能禁受更长的期待时间,也就是说,CC012 幼鼠比 C57BL/6J 的做事记忆更强。

为了找出哪些基因参与调控幼鼠的做事记忆,钻研者别离给 " 益记性 " 的幼鼠和 " 坏记性 " 的幼鼠的分别脑区别离进走 RNA 外达谱分析。他们末了将现在的锁定在丘脑的和前额叶的四个基因上:这四个基因不光大量外达,而且" 益记性 " 的幼鼠中的外达量隐微高于 " 坏记性 " 幼鼠。然后,钻研者行使 RNA 作梗技术(RNA interference, RNAi)别离按捺 " 益记性 " 的幼鼠(也就是带有 Smart1CAST 的幼鼠)中这四个基因的外达程度。效果很残酷:当丘脑基因 Gpr12 被按捺时," 益记性 " 幼鼠也记不住了。相背的,倘若过量外达 Gpr12," 坏记性 " 幼鼠的则记性变益了——也就是说,一个基因就能够让 " 坏记性 " 幼鼠反袭。

-Hsiao et al., Cell -

末了,钻研者用钙成像技术别离检测 " 益记性 " 幼鼠 CC012 和 " 坏记性 " 幼鼠 C57BL/6J 在 DNMP 义务时丘脑、前额叶和海马区的神经放电情况。他们发现,CC012 幼鼠丘脑和前额叶的放电情况高度有关,这栽有关只存在于丘脑和前额叶之间,并只存在于义务中记忆解码和存储的阶段。科学家现在已经确定,丘脑不光仅只是被动地向前额叶传递新闻,它也能在与后者交换新闻之前主动分析、过滤新闻。那么,实验中的有关意味着丘脑和前额叶正在交换新闻吗?倘若是,新闻交换原形是怎样完善的?遗憾的是,这些题目至今异国人清新。

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