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神経科学:eIF2αは興奮性ニューロンとソマトスタチンニューロンを介して記憶固定を制御する

Nature 586, 7829 doi: 10.1038/s41586-020-2805-8

学習と記憶に関する重要な原則は、長期記憶の形成を促す分子スイッチという考え方である。タンパク質恒常性の調節は、新しい記憶を固定する上で非常に重要な律速段階である。記憶を強化するための最も効果的で一般的に行われている方法の1つは、翻訳開始因子eIF2によるタンパク質合成の制御を調節することである。eIF2のαサブユニットのリン酸化(p-eIF2α)は、統合的ストレス応答(ISR)の中心的な構成要素であり、齧歯類や鳥類において長期記憶形成を阻害する。対照的に、eIF2αリン酸化部位の変異によるISRの阻害、遺伝学的または薬理学的なISRキナーゼの阻害、あるいはISR阻害剤であるISRIBを用いたp-eIF2α低下の模倣は、健康および疾病状態での長期記憶を強化する。今回我々は、分子遺伝学的手法を用いて、ISRが認知処理を制御する神経回路を解析した。その結果、学習が、海馬の興奮性ニューロン、そして抑制性ニューロンの一部(ソマトスタチンを発現するもの;パルブアルブミンを発現するものは含まない)においてeIF2αのリン酸化を低下させることが明らかになった。さらに、興奮性ニューロンまたはソマトスタチンを発現する抑制性ニューロン(パルブアルブミン発現ニューロンは除く)でのp-eIF2αの除去は、全般的なmRNA翻訳を増加させ、シナプス可塑性と長期記憶を強化した。従って、eIF2α依存的なmRNA翻訳は、興奮性ニューロンとソマトスタチンを発現する抑制性ニューロンにおける自律的機構を介して記憶の固定を制御している。

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