如何解讀Cell上病毒樣蛋白Arc在神經元間傳遞RNA的新發現？是否可能改變我們對記憶形成方式的理解？

02-03

原文鏈接：
The Neuronal Gene Arc Encodes a Repurposed Retrotransposon Gag Protein that Mediates Intercellular RNA Transferwww.cell.com
這可能成為神經系統中的細胞間通訊的一種新方式。
提問中的第二句話來自於這篇報道：號外：一種病毒樣蛋白可能正在控制著你的記憶！這是否又是「浮誇式科普」？這一發現的意義從專業角度來講應該如何解讀？另外文中提到的關於 Arc 起源和進化的故事，也期待聽到更多的解讀~~ 對今後的研究有怎樣的啟發呢？

我覺得包括Nature的報道在內，都忽視了一個重要問題。

Nature網站報道這兩篇文章的標題是：

Cells hack virus-like protein to communicate

第一眼看上去就覺得不對勁。病毒的細胞起源是一個主流假說，很多報道都是強調類似病毒的機制可能參與了動物神經活動。

可是gag-like基因在人類基因組裡也非常多，為什麼不能是某些逆轉錄病毒可能起源於動物的細胞間交流機制呢，細胞之間的通訊機制偶然失控，擴大了target對象，發展成病毒也是說得通的邏輯。

報道出現偏差，是要負責任的

謝邀，還是希望題主可以儘可能的自己去讀原文，畢竟我的答案可能也只是「另一篇報道」；

首先，我個人感覺這樣的中文報道沒有什麼用，就是給「外行看熱鬧」提供一個場所，掃一眼感覺裡面有不少誤導性的表述，並沒有寫到研究的重點，可以說這個「號外」沒有太大意義，我自己也不推薦通過閱讀這一類報道來增加知識儲備，因為寫這種文章又不用按格式引用原文獻，誰知道他一句結論是從哪兒誤解來的呢？

然後說這篇cell paper本身，第一個要強調的是，所謂「病毒樣蛋白」指的實際上是類似病毒結構中「雙層蛋白質衣殼」的結構，而關於這一結構原文中是這樣寫的，「原核系統中表達的大鼠Arc蛋白和果蠅Arc蛋白出現了自組裝形成衣殼的現象，真核系統（昆蟲細胞）中表達的Arc蛋白也出現自組裝成衣殼現象（數據未給出）」以及「在缺少內源Arc的人胚腎細胞中表達的Arc蛋白能夠形成二聚體、三聚體形式的低聚物」，並且最後這個現象還是跑電泳看蛋白分子大小得出的結果，而非在細胞內觀察到了Arc蛋白聚合後形成的什麼結構。所以換句話說，目前尚無法斷言正常體內環境下Arc蛋白在動物腦中會進行這樣的自組裝，所有觀察到的病毒樣蛋白衣殼結構都是在體外培養條件下形成的。如果感覺被「病毒樣蛋白」嚇到，請再讀幾遍上一句話。

而Arc蛋白所謂的「控制記憶」，實際上是指Arc蛋白能夠通過胞吞作用實現細胞間AMPA類受體的交換，從而調節突觸可塑性，進而影響LTP（長時程增強）、LTD（長時程抑制）等過程，而LTP就是陳述性記憶形成所必需的，但……這個根據原文引言部分，早在2006年（能夠胞吞AMPA受體）和2011年（對LTP、LTD的作用）就被發現了，所以該中文報道反覆強調「控制記憶」可以說完全是在非常浮誇地炒冷飯。

隨後，該中文報道最大的問題在於，「之後研究人員將這種衣殼注入到小鼠腦細胞（神經元）中，並將細胞放在培養皿中，Arc會把自己的遺傳物質釋放到細胞中」這句話在原文里並沒有對應的表述；原文在「Arc自組裝形成衣殼結構需要對應的ArcmRNA」之後涉及Arc與ArcmRNA形成的複合體時用詞都非常保守，始終以「胞外囊泡」來形容，即實驗人員注入體外培養的神經元細胞內的，並不是所謂「衣殼」，而是「含有Arc蛋白及ArcmRNA的胞外囊泡」。整個文章所做的實驗內容從頭到尾就沒有一部分能證明Arc蛋白是以病毒樣蛋白殼形式運輸mRNA，非要強行往病毒上扯一下的話，也只是說了Arc蛋白與ArcmRNA在胞外囊泡中被保護起來不會被水解酶降解。

那拋開這個報道，實事求是地總結這篇paper的話，其大致的story就是研究人員發現Arc除了其本身幫助AMPA受體在細胞間傳遞的作用之外，作為一個單拷貝基因，竟然可能存在一種隨著神經元活性上升而從mRNA水平增加拷貝數和表達量的類似病毒增殖的行為，這與其說是細胞間的通訊手段，不如說是Arc基因作為一個調控級別很高的基因能夠以一種全新的機制（直接釋放囊泡到靶細胞中以增加靶細胞內的mRNA含量並通過上調的翻譯過程提高蛋白表達水平）更加高效率地調控細胞間突觸連接的活動，這種新的機制會讓我們對於神經網路可塑性的理解更全面、立體。

至於其他的discussion部分的暢想呢，我就不做評價了，只不過我一般看paper是不看discussion的。

謝邀。實驗間隙草就，有疏漏歡迎指正

1. 幾乎所有微信平台上的科普類文章，尤其是企業運營的，都需要吸引眼球。有的人的標題會浮誇，忽視一些科學背景。本文不屬於浮誇，但是是建立在事實基礎上的吸引眼球。arc的確編碼病毒樣蛋白，雖然這一現象在人類腦中未確認，但是作者用「可能」一詞，沒什麼問題。

2. 關於科學意義，本文發現的arc基因功能的確是神經細胞間的一種新的通訊機制。這一機制類似分泌神經遞質和肽的modulation，也更類似細胞外泌體exosome（脂質為膜包裹的一些rna etc.）。比較特別的是arc產生的類病毒體通訊有很大的進化生物學意義，在某種程度上可以理解為被細胞俘獲馴化的病毒，就像葉綠體和線粒體本為古菌一樣。

3. 本文發現arc mrna可以轉錄然後增強突觸強度strength，這和傳統相鄰神經細胞ltp長時程增強引起的突觸變化較為一致，參與記憶形成。

4. 後續方向：

（1）用rna seq技術看arc除了運送arc mrna還有沒有可能運送其他rna；

（2）存不存在arc受體使特定類型細胞接受arc類病毒快遞；

（3）arc mrna轉錄後引起的下游突觸變化

（4）arc機制的存在範圍，是否廣泛使用還是為某些部分腦區主要使用

求原文啊求原文，SCI-HUB上還沒收錄