研究者使用一種技術，消除老鼠腦中與限制性記憶相關區域中的一種酶的功能，表明這種酶在鞏固長期記憶中有重要作用。

研究者們通過試驗發現：有一種重要的生化信號通路的缺陷導致了動物在一系列迷宮試驗中喪失了長期記憶的能力。從而創立了一種有效的方法來理解與學習和記憶相關的分子。

文章發表在2001年9月21日出版的cell（細胞）上，Susumu Tonegawa和他在麻薩諸塞州技術研究所和和Vollum研究所的同事們發現：老鼠前腦的鈣調蛋白依賴激酶 (CaMKIV)的去除，對腦中的信號通路和學習行為有顯著的影響。

科學家開始他們的研究來闡明這種酶在長期記憶增強(L-LTP)中的作用，持久的記憶是通過激活觸發蛋白質合成的基因而產生的。 這種蛋白的合成又引起神經原的神經連接的改變——在神經元之間產生聯系——從而產生持久的記憶通路。

“之前的研究，已經發現CaMKIV在長期記憶通路中有作用，但那種研究是在整體動物中敲除這種酶” Tonegawa說。 “這樣的敲除影響整個腦的發育，得到的結果是不一致的。 所以我們決定使用一種技術只在前腦抑制這種與大腦高級功能相關的蛋白質�！�

Tonegawa說：其它的研究小組曾經試圖敲除一種CREB蛋白——與L-LTP中的基因轉錄有關，并能被CaMKIV激活。研究的結果缺乏說服力，Tonegawa說，因為在腦中有多種CREB的構型，可以彌補任何形式的敲除。

Tonegawa和他的同事使用一種基因技術，用一種僅能在老鼠前腦表達的“負顯性”突變酶來替換正常的CaMKIV。負顯性酶具有功能酶的所有特性——諸如正常的結合其它分子的能力——但是他們缺乏一種適當的酶反應的能力。

科學家首次在轉基因老鼠的腦切片上研究了缺乏CaMKIV活性的分子機制。 他們發現老鼠腦中CaMKIV活性的基礎水平是正常的，但是當增加化學制劑來模仿記憶形成中神經活動的條件時，酶的功能極大地降低了。 腦切片的研究也表明磷酸化作用激活CREB在轉基因小鼠中是被抑制的，這暗示CaMKIV 在正常的CREB 激活引起神經元活性具有重要的作用。

腦切片的實驗也顯示在轉基因老鼠中，如果不在模仿蛋白質合成依賴L-LTP條件下，神經沖動的傳遞是正常的。

“這些結果正確地指出CaMKIV的在蛋白質合成依賴型LTP中的作用，” Tonegawa強調說。 “這是十分重要的，因為過去人們發表的研究暗示在LTP中存在另一種酶——蛋白激酶A， 但那種酶對蛋白質合成依賴型的LTP沒有專一性�！�

根據顯著的生理學特性，科學家們專一的破壞了CaMKIV通路，在接下來的試驗中研究者測試轉基因老鼠在鞏固水謎宮記憶的表現程度。 老鼠被放置在不透明的水池中，上面飄浮著珠子，老鼠需要找到在水面下的一個平臺。 轉基因老鼠在最初學習中與正常的老鼠一樣，但是當繼續訓練，他們明顯的變得找不到平臺了。

“因此，這些老鼠具有同樣的能力去獲取記憶，但他們不能把那些記憶轉變成為一種長期的形式，” Tonegawa說。 但他發現謎宮實驗仍然存在不能解釋的問題。 “這種訓練花費兩周時間，因此記憶的獲得和鞏固過程是雙重的，” Tonegawa說。 “這很難理解缺陷是在獲得階段還是在鞏固階段產生的�！�

在另一套試驗中，科學家比較正常和轉基因動物獲取和鞏固記憶的能力，通過在特定的小房間里溫和的刺激足底的方法。 在這些實驗中，記憶獲得與記憶鞏固可以被明顯的分離， Tonegawa說。 這些實驗表明CaMKIV缺乏的老鼠可以學習到刺激是與小房間相關聯的，但是他們卻不能將這樣記憶轉變為持久的記憶， Tonegawa說。

“從這些試驗，我們得出結論：CaMKIV通路主要與記憶鞏固和保持有關，”他說。

Tonegawa注意到在轉基因動物中的記憶鞏固并不是完全不存在的，這暗示可能存在與記憶鞏固相關的平行的信號通路，或者CaMKIV的活性并沒有完全被敲除。

“然而，我們相信使用這種技術將使我們進一步的剖析這些信號轉導通路不同的角色和相互作用，以及他們如何促進這個復雜的記憶鞏固機制，”他說。 “同時，我們也想知道在這個過程中哪種基因被激活，以及這些基因產品如何幫助建立這種在突觸強度方面的長期變化�！�

——轉自基因潮新聞