密歇根大学的一组细胞生物学家探索了睡眠依赖记忆储存的机制，发现海马神经元中与未探索的细胞区室相关的RNA存在于.密歇根大学的一组细胞生物学家探索了睡眠依赖记忆储存的相关机制，发现睡眠剥夺小鼠和学习后睡眠剥夺小鼠海马神经元中与未探索的细胞区室相关的RNA差异很大。
分子、细胞和发育生物学系副教授萨拉艾顿(Sara Aton)和最近攻读UM神经科学研究生的詹姆斯德洛姆(James Delorme)假设，学习事件和随后的睡眠会影响mRNA翻译。以前大多数关于睡眠对基因影响的研究都集中在神经元胞质溶胶中的转录物上。但是医生。艾顿和德洛尔姆发现，学习后，RNA的主要变化几乎完全出现在与神经元细胞膜相关的核糖体上。这些结果发表在2021年11月30日的《美国国家科学院院刊》上。
起初，该团队应用一种常见的生化方法对海马体进行匀浆和离心，并将细胞质与通常被认为是碎片的其他细胞成分分离开来。在这项研究中，作者发现细胞质中与核糖体相关的核糖核酸随动物是否睡觉而变化，这证实了以前的转录组研究。然而，根据以前的研究，细胞质核糖体几乎不显示核糖核酸的变化。
如果我们仅仅停留在那里，我们不会发现任何新的或有见地的东西。我们坚信我们必须重新考虑我们的方法，艾顿解释道。众所周知，内质网被核糖体覆盖，核糖体是将RNA转化为蛋白质的机制。德洛尔姆和艾顿决定对细胞其他部分的RNA进行测序，也就是细胞外片段。正是在含膜细胞的部分，很少进行研究，他们发现许多转录本受到了以前研究的影响。无论动物在学习储存新记忆后是否被允许睡觉，或者是否被剥夺睡眠，这些修改后的转录本都有显著差异。这些意想不到的结果为更多的调查打开了大门。
艾顿说：通过观察细胞的其他区域，我们现在能够产生许多新的假设，即当记忆巩固时，以及当巩固被睡眠剥夺中断时，分子水平上会发生什么。
例如，在学习后睡觉的动物中，艾顿和德洛尔姆观察到海马神经元膜部分编码蛋白质合成机制成分的转录物丰度增加。一种假设是测试膜相关核糖体的蛋白质产量在学习后是否真的增加。
除了mRNA，作者还发现学习导致长非编码RNA与神经元膜核糖体结合之间的关联发生变化。这些可以在调节其他转录本的翻译中发挥作用，应该进行调查。艾顿说，这些细胞已经开发出一种非常优雅的机制来微调从转录到翻译的过程，长的非编码核糖核酸可能是大脑的这些部分之一。
通过将神经元比作一个大仓库，她进一步解释说，远程细胞过程中需要复杂的物流来快速响应新蛋白质的需求，适应过程需要准备和分发。当需要时，神经元必须在合理的时间框架内传递“包裹”，无论位置有多远。神经元已经进化到可以做到这一点，这是一个需要研究的巨大生物学问题。艾顿总结道，理解这种生物学是如何工作的很重要，因为除了储存新的记忆，它还会影响再生、退化和神经系统疾病。
