密歇根大學的一組細胞生物學家探索了睡眠依賴記憶儲存的機制，發現海<愛尬聊_百科>馬神經元中與未探索的細胞區室相關的RNA存在于.密歇根大學的一組細胞生物學家探索了睡眠依賴記憶儲存的相關機制，發現睡眠剝奪小鼠和學習后睡眠剝奪小鼠海馬神經元中與未探索的細胞區室相關的RNA差異很大。

分子、細胞和發育生物學系副教授薩拉艾頓(Sara Aton)和最近攻讀UM神經科學研究生的詹姆斯德洛姆(James Delorme)假設，學習事件和隨后的睡眠會影響mRNA翻譯。以前大多數關于睡眠對基因影響的研究都集中在神經元胞質溶膠中的轉錄物上。但是醫生。艾頓和德洛爾姆發現，學習后，RNA的主要變化幾乎完全出現在與神經元細胞膜相關的核糖體上。這些結果發表在2021年11月30日的《美國國家科學院院刊》上。

起初，該團隊應用一種常見的生化方法對海馬體進行勻漿和離心，并將細胞質與通常被認為是碎片的其他細胞成分分離開來。在這項研究中，作者發現細胞質中與核糖體相關的核糖核酸隨動物是否睡覺而變化，這證實了以前的轉錄組研究。然而，根據以前的研究，細胞質核糖體幾乎不顯示核糖核酸的變化。

如果我們僅僅停留在那里，我們不會發現任何新的或有見地的東西。我們堅信我們必須重新考慮我們的方法，艾頓解釋道。眾所周知，內質網被核糖體覆蓋，核糖體是將RNA轉化為蛋白質的機制。德洛爾姆和艾頓決定對細胞其他部分的RNA進行測序，也就是細胞外片段。正是在含膜細胞的部分，很少進行研究，他們發現許多轉錄本受到了以前研究的影響。無論動物在學習儲存新記憶后是否被允許睡覺，或者是否被剝奪睡眠，這些修改后的轉錄本都有顯著差異。這些意想不到的結果為更多的調查打開了大門。

艾頓說：通過觀察細胞的其他區域，我們現在能夠產生許多新的假設，即當記憶鞏固時，以及當鞏固被睡眠剝奪中斷時，分子水平上會發生什么。

例如，在學習后睡覺的動物中，艾頓和德洛爾姆觀察到海馬神經元膜部分編碼蛋白質合成機制成分的轉錄物豐度增加。一種假設是測試膜相關核糖體的蛋白質產量在學習后是否真的增加。

除了mRNA，作者還發現學習導致長非編碼RNA與神經元膜核糖體結合之間的關聯發生變化。這些可以在調節其他轉錄本的翻譯中發揮作用，應該進行調查。艾頓說，這些細胞已經開發出一種非常優雅的機制來微調從轉錄到翻譯的過程，長的非編碼核糖核酸可能是大腦的這些部分之一。

通過將神經元比作一個大倉庫，她進一步解釋說，遠程細胞過程中需要復雜的物流來快速響應新蛋白質的需求，適應過程需要準備和分發。當需要時，神經元必須在合理的時間框架內傳遞“包裹”，無論位置有多遠。神經元已經進化到可以做到這一點，這是一個需要研究的巨大生物學問題。艾頓總結道，理解這種生物學是如何工作的很重要，因為除了儲存新的記憶，它還會影響再生、退化和神經系統疾病。