消除心理陰影面積? 與 DNA 雙股螺旋結構變化靈活性有關!

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自然界生物體中,DNA 的雙螺旋結構可分為 A-DNA、B-DNA 與 Z-DNA。其中,最常見的為 B-DNA 雙螺旋,其能順時針方向旋轉,但只要稍微重新排列 DNA 鹼基對之間的連接方式,DNA 就會形成其它的雙螺旋結構,例如 Z-DNA 是 B-DNA 的逆時鐘反轉結構。例如,每隻手都認為是 DNA 鏈,拇指是鹼基,如果將雙手放在前面,手掌向外,這樣拇指就會碰到,這就是 B-DNA 中 2 個鹼基的連接方式。如果翻轉手腕,手掌就會向內,小手指就會接觸,這就是 Z-DNA 形成過程中鹼基的翻轉方式,如果繼續旋轉手腕,重新連接拇指,這就是 Z-DNA 穩定成為一個新的扭轉時所發生的事情。

近日,由昆士蘭大學科學家刊登於《Nature Neuroscience》的一篇研究指出,這些 DNA 雙股螺旋結構變化的靈活性與生物體消除恐懼的能力有關。

該研究團隊指出,在小鼠中前額葉皮層中,Z-DNA 的形成與重組記憶消除有關。Z-DNA 在恐懼學習過程中形成,而在消退學習過程中減少,而且 Z-DNA 與 RNA 編輯酶 Adar1 之間的直接交互作用調控此過程。

在恐懼消除過程中,Adar1 與 Z-DNA 結合,進而導致招募到 Adar1 位點的 Z-DNA 減少。Adar1 Knockdown 無法消除先前獲得的恐懼記憶並阻止其 DNA 結構和RNA狀態的活動改變變化。然而,事先引入全長的 Adar1 則可以完全挽救這種缺陷。

該研究團隊表示,若 DNA 結構之間很容易切換,大腦記憶就越有可塑性,即DNA 結構越靈活,記憶就越靈活,這或許就能使人們對環境快速做出反應。另外,恐懼記憶具有一定的可塑性,其對生物個體生存非常重要,但其也會妨礙其正常的功能,因此恐懼與恐懼消除之間的平衡對於大腦認知可塑性非常重要。另外,恐懼消除的損傷或許與創傷後壓力症候群(post-traumatic stress disorder, PTSD)和恐懼症(phobias)有關,因此隨著更多研究揭露出恐懼消除分子機制,未來就有機會開發出新型療法來治療相關的病症。

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參考資料:
1. Nat Neurosci (2020). doi:10.1038/ s41593-020-0627-5
2. https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-05/uoq-efm050120.php

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