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腦科學重大突破 江安世教授團隊研究成果獲刊《Science》【2012.02.21秘書處】

由本校講座教授生科系江安世所帶領的跨領域研究團隊,經過七年的努力,率先發現長期記憶形成所需的新生蛋白質,僅發生於來自腦中少數幾顆神經細胞(簡稱 DAL),研究發現也推翻科學界對長期記憶是儲存於蕈狀體內的認知。這項研究成果將有助於醫學界研發治療各種腦疾與增進記憶力的新方法及藥物。本論文於2012年2月10日發表在科學期刊(《Science》)上,台灣歷年有25篇論文刊在《Science》,都是短篇論文,唯有此研究以八頁的長篇完整論文登出,可見其重要性。2月13日陳力俊校長特別率領研究團隊於國科會召開聯合記者會,受到媒體廣泛報導。

江安世教授表示,「神經科學領域的長期目標,就是要瞭解學習與記憶如何在腦中留下印象?一個新的經驗最初發生在哪裡?這些新且不穩定的經驗,又是如何轉化成穩定的長期記憶呢?」。他說,從過去實驗證實,長期記憶的形成需要蛋白質生成。研究團隊以學習、記憶、探索環境等行為都與人類類似的果蠅作為實驗標的,從果蠅腦內尋找哪些神經元的蛋白質合成參與了長期記憶的形成。

研究團隊發展出全新的基因工程技術,透過監視果蠅腦細胞中的蛋白質合成,耗時七年進行逐一比對,有了令人訝異的成果。研究發現居然只需要抑制腦內兩顆DAL神經元的蛋白質新生成,就可以成功阻斷長期記憶的形成,也發現過去一直被認為學習與記憶中心的蕈狀體,當阻斷它的數千個神經元,並不會阻斷長期記憶。江教授笑說:「我們用了最笨的方法,像拆解機器般,把果蠅腦袋拆解成無數的小小片段,就像建構Google Earth一樣,先是看清果蠅所有腦神經細胞的模樣,然後再逐一測試各個細胞的功能。」

本篇論文的第一作者生技所博士生陳俊朝表示,研究團隊嘗試著尋找長期記憶的基因在哪裡被活化,利用基因工程技術,在DAL神經元內抑制這些基因活化的結果,證實了這些基因在 DAL 神經元的活性便是長期記憶形成的基礎。而也是研究團隊成員的本校校友、暨南大學傅在峰助理教授共同發展出全新的基因工程技術,得以直接且即時觀察單一神經元內新生成蛋白質的合成。

江安世教授說,透過找到各種「記憶神經元」,將可以確認更多「記憶蛋白質」。藉此,將得以全盤地瞭解學習與記憶或是相關疾病的分子機制。他樂觀估計,一旦建構出果蠅腦細胞功能性圖譜,有機會推論研究出腦疾病的分子機制,將有助科學界與醫藥界研發出可預防或治療相關病症的小分子藥物。

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