2015年12月3日——在假期中，我们经常记住过去并创造新的记忆。但是，为什么有些记忆会消失而其他的能够永远持续？斯托瓦斯医学研究所（Stowers Institute for Medical Research）科学家们发现了神经元从短暂经历创造和维持长期记忆的一种可能生化机制。
该研究由副研究员Kausik Si博士和他的团队进行，发表于最新一期的《细胞（Cell）》期刊。他们的研究建立在Si博士和哥伦比亚大学Eric Kandel博士及其他科学家之前研究的基础之上。这些研究表明，短期和长期记忆都创造在突触之中。短暂经历——我们记忆的一个来源——能够产生突触连接强度的持久改变，Si说道。
未受刺激的突触和受刺激的突触。图片来源：Kausik Si实验室。
为了记忆持久而不消失，突触连接必须保持强劲。之前的研究中，Kandel和 Si在海蛞蝓（sea slug）模型中识别出CPEB作为负责维护连接强度的突触蛋白质。在随后的斯托瓦斯研究所研究中，Si和他的团队识别出Orb2作为CPEB突触蛋白的果蝇版本。
在最新的研究中，论文第一作者、Si实验室博士前研究员Mohammed 'Repon' Khan确定Orb2存在于两种截然不同的物理状态，单体（monomeric）和低聚物（oligomeric）。单体的Orb2是单个分子，有能力结合到其他分子。低聚物的Orb2类似于CPEB，是朊病毒-样的——也就是说，是一个自我复制群簇。不过，与致病性朊病毒不同的是，低聚物Orb2和CPEB没有毒性。
论文描述了单体Orb2如何抑制而低聚物或朊病毒-样Orb2如何激活蛋白质合成复杂细胞过程中的关键步骤。在这个关键步骤中，信使RNA（mRNA）会被细胞核糖体翻译为构成新合成蛋白质的氨基酸序列。
“我们认为，单体形式的Orb2会结合到目标mRNA，被结合的mRNA保持在抑制状态”Khan解释道。
斯托瓦斯科学家们同时确定，朊病毒-样Orb2不仅会激活翻译，还会将翻译状态告知附近的单体形式Orb2。结果是，单体Orb2会转化为朊病毒-样Orb2，并把在翻译中的抑制作用切换为激活作用。Si认为这种切换是从短暂经历创造持久记忆的可能机制。
“由于朊病毒-样状态的自持（self-sustaining）性质，这将创建一个Orb2-靶点 mRNA的本地和自持翻译激活，保持突触活动的改变状态”斯说。
关于两种状态Orb2在翻译过程中相反作用的发现，“首次提供了突触-特定持久翻译和长期记忆的生化机制”他说道。
“据我们所知，这是第一个基于-朊病毒的蛋白质切换，将阻抑物变成激活物的例子”Si补充道，“不同蛋白复合物在非-朊病毒和朊病毒-样形式募集以创造改变的激活状态，表明朊病毒-样行为实质上是一种基于-蛋白质构象的切换。通过切换，蛋白质可以失去或获得在缺乏最初刺激的情况下能够随时间而维持的功能。虽然这种可能性在新的研究之前已经被预期，但没有直接证据。”
