翻轉分子？細胞自噬蛋白調控學習與記憶的嶄新角色

自噬作用 (autophagy) 可以分解細胞內的蛋白或胞器，是細胞內物質清除或回收再利用的重要途徑，日籍科學家大隅良典也因此獲頒2016年諾貝爾生醫獎。臺大醫學院分子醫學研究所教授潘俊良的團隊發現，神經細胞內的自噬蛋白可調控線蟲的學習功能，促進負面記憶形成，相關研究發表於國際知名期刊美國國家科學院雜誌《PNAS》。

神經細胞間的訊息傳遞具有極高的可塑性，神經元之間既有的連結可因學習而強化或減弱；也可以形成新的連結，由此構成包括記憶與學習等許多複雜認知功能的基礎。即使神經元之間無突觸 (synapse) 形成，仍可透過分泌神經胜肽或單胺類的神經調節素來建立功能性的連結，大大擴增神經網路的可塑性。潘教授實驗室近年來以秀麗隱桿線蟲（簡稱線蟲）為遺傳模式生物，深入研究生物體如何形成負面記憶來趨吉避凶，而當中RIC神經元在學習過程中所產生的可塑性是此種學習的關鍵。實驗室博士生譚偉濠利用核糖體免疫沉澱法，分離出RIC神經元內的mRNA，透過高解析度的核酸定序，發現許多自噬作用相關的基因表現量明顯增加。當中的ATG-9自噬蛋白不僅在RIC的神經突觸大量積聚，更透過將神經胜肽受體FRPR-6運送至突觸來提升RIC對細菌氣味的反應，也解釋RIC活性在學習過程中的變化。此一ATG-9的功能不涉及物質的分解，也與其他細胞自噬作用的核心蛋白質如LC3、Beclin無關，而更接近細胞內物質輸送的調節，是ATG-9此前從未發現的全新功能，可謂翻轉世人對細胞自噬作用的認知。

譚偉濠同學來自澳門，大學起即在臺灣求學，認真盡責、努力不懈地克服實驗過程中的許多瓶頸，是本研究能順利完成的最大功臣。實驗室同學唐禹丞、許皓涵，畢業之碩班學生蔡尚衡、饒佩書亦參與研究，此計畫獲得國科會經費支持及醫學院第一共同研究室顯微影像核心在超高解析分子造影的技術支援，特此致謝。

研究成果全文： https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2531054123