人体的记忆蛋白竟和HIV病毒结构类似
Arc蛋白:与HIV病毒衣壳结构的奇妙相似性
科学家们对人类认知和长期记忆的研究过程中,意外发现了一种关键蛋白质的特性令人惊讶。这种名为Arc的蛋白质,竟然与感染宿主细胞的病毒有着惊人的相似性。这一发现可能揭示大脑内部细胞一种全新的交流方式,从而彻底改变我们对学习和记忆形成的认知,甚至影响我们对痴呆和阿尔茨海默病等病症的治疗研究。
这项研究成果被详细阐述在一篇发表在科学期刊《细胞》上的论文中。犹他大学神经科学家詹森谢菲德(Jason Shepherd)表示,这是一个疯狂而又令人兴奋的想法,我们的认知能力和大脑可塑性可能源于数亿年前的一次偶然事件。
Shepherd开始对Arc产生兴趣是因为其独特的结构就像一个几何形状的吊舱,向下延伸出“腿”,与人体免疫缺陷病毒(HIV)的结构类似。在意识到Arc基因编码的某些部分与病毒衣壳的相似性后,他和来自不同研究机构的科学家们进行了一系列实验,以验证Arc是否不仅仅在结构上像病毒,而且在功能上也有所表现。
结果令人震惊。正如病毒侵入宿主细胞并随时准备感染他人一样,Arc则“入侵”大脑的神经元,激活这些神经元释放出衣壳和内含的基因信息。Arc是第一个,也是迄今为止唯一一个以这种方式表现出来的非病毒蛋白。Shepherd表示,他和他的同事们正在积极Arc在阿尔茨海默病中的潜在作用。
这项研究对于我们的记忆理论产生了重大影响。过去关于记忆形成的观念并未考虑到细胞间的交流。而现在,Arc蛋白的发现使我们开始认识到,细胞间的交流可能在我们的大脑中发挥着至关重要的作用。这一发现为我们理解学习和记忆的形成提供了新的视角,并可能帮助我们找到治疗阿尔茨海默病等神经性疾病的新途径。
而这一奇妙的相似性并非偶然。大约3.5亿到4亿年前,一种名为反转录转座子的早期反转录病毒(转座子是一种能在遗传密码中改变位置的DNA序列)融入了当时哺乳动物的基因组中。这一事件形成了增强我们大脑可塑性和长期记忆形成的基因起源。这种惊人的进化过程似乎在1.5亿年后再次发生作用,当时动物获得了飞行能力。尽管有猜测认为这可能是被闪电两次击中的结果,但研究人员认为这可能意味着在其他的关键进化阶段也存在类似的模式,只是我们尚未发现而已。
这一连串的发现让我们对生命的进化历程有了更深入的了解,也让我们对Arc蛋白的潜力充满期待。随着研究的深入,我们有望揭示更多关于大脑运作的奥秘,并找到治疗神经性疾病的新方法。