最近，来自德国的科学家对记忆形成的分子基础进行了着重研究，他们的结果证实记忆形成伴随着一些特定基因的活性变化。他们还提出在DNA进行的化学标记（DNA甲基化）可能是长期记忆形成的分子基础，并为这一假设提供大量新证据。相关研究结果发表在国际学术期刊Nature Neuroscience上。
关于大脑仍然存在很多未解之谜。许多研究认为大脑通过改变脑细胞之间的联系来储存记忆，这种适应能力--也叫"可塑性"--为记忆以及学习提供了基础。在分子层面上，增强或减弱脑细胞之间的联系需要一些特定基因的表达进行调控，这对于神经可塑性的形成具有非常重要的作用。
在这项最新研究中，研究人员就研究了这些特定基因是如何被调控的。他们以小鼠为模型通过训练它们识别特定的实验环境刺激长期记忆形成。通过对组织样本进行分析，研究人员能够了解这种学习任务会触发小鼠脑细胞中的基因活性发生什么样的变化。他们着重研究了发生在DNA以及与组蛋白上的表观遗传修饰。
通过对组蛋白以及DNA上的甲基化修饰进行研究发现，组蛋白修饰对于参与神经可塑性的基因活性基本没有影响，主要还是发生在DNA上的甲基化修饰参与基因表达活性的调控。除此之外，研究人员还发现影响神经可塑性的表观遗传修饰不仅发生在神经细胞内，也发生在脑部的非神经元细胞中。
文章作者表示："非神经元细胞与记忆之间的关系是个很有趣的话题，我们以后会继续追踪。我们现在的研究结果表明神经可塑性在很大程度上受到DNA甲基化修饰的调节。虽然这并不是一个非常新颖的科学假设，但我们的研究提供了大量支持这一假设的科学证据。甲基化可能确实是构成长期记忆的一种重要修饰。甲基化可能是一种组成记忆的代码，同时也可能是对抗阿尔茨海默病的一个潜在靶向目标。我们将会在这一领域进行更多的研究。"（生物谷Bioon.com）
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DNA methylation changes in plasticity genes accompany the formation and maintenance of memory
Rashi Halder, Magali Hennion, Ramon O Vidal, Orr Shomroni, Raza-Ur Rahman, Ashish Rajput, Tonatiuh Pena Centeno, Frauke van Bebber, Vincenzo Capece, Julio C Garcia Vizcaino, Anna-Lena Schuetz, Susanne Burkhardt, Eva Benito, Magdalena Navarro Sala, Sanaz Bahari Javan, Christian Haass, Bettina Schmid, Andre Fischer & Stefan Bonn
The ability to form memories is a prerequisite for an organism's behavioral adaptation to environmental changes. At the molecular level, the acquisition and maintenance of memory requires changes in chromatin modifications. In an effort to unravel the epigenetic network underlying both short- and long-term memory, we examined chromatin modification changes in two distinct mouse brain regions, two cell types and three time points before and after contextual learning. We found that histone modifications predominantly changed during memory acquisition and correlated surprisingly little with changes in gene expression. Although long-lasting changes were almost exclusive to neurons, learning-related histone modification and DNA methylation changes also occurred in non-neuronal cell types, suggesting a functional role for non-neuronal cells in epigenetic learning. Finally, our data provide evidence for a molecular framework of memory acquisition and maintenance, wherein DNA methylation could alter the expression and splicing of genes involved in functional plasticity and synaptic wiring.
