發(fā)現(xiàn)前女友借助先進(jìn)儀器刪除了大腦中兩人曾經(jīng)的不愉快記憶后，自己也決定洗去這段記憶。

這是曾獲2005年奧斯卡金像獎最佳原創(chuàng)劇本獎的電影《美麗心靈的永恒陽光》的情節(jié)，而如今，刪除記憶的技術(shù)，已經(jīng)從電影走向現(xiàn)實(shí)。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2020年3月18日，北京大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究所的伊鳴研究員和萬有教授團(tuán)隊(duì)在 Science子刊Science Advances在線發(fā)表題為Development of a CRISPR-SaCas9 system for projection- and function-specific gene editing in the rat brain（用于大鼠腦中投射和功能特異性基因編輯的CRISPR-SaCas9系統(tǒng)的開發(fā)）的論文。

據(jù)悉，基于CRISPR-Cas9 基因編輯技術(shù)，北大研究人員開發(fā)出一種CRISPR-SaCas9系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)大鼠的腦中實(shí)現(xiàn)了特定記憶的精準(zhǔn)刪除。

開發(fā)CRISPR-SaCas9系統(tǒng)

對特定神經(jīng)元亞群進(jìn)行穩(wěn)定的基因操作具有挑戰(zhàn)性，這是擺在科研人員面前的一道難題，也是這項(xiàng)研究的出發(fā)點(diǎn)。

實(shí)際上，哺乳動物大腦中的復(fù)雜神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，是由不同遺傳、形態(tài)和功能特征的神經(jīng)元集合形成的。即便是在同一大腦區(qū)域內(nèi)，神經(jīng)元集合在解剖學(xué)或功能上也并不統(tǒng)一，分為不同的亞群，這便是一種「異質(zhì)性」。

這一異質(zhì)性需要對特定神經(jīng)元集合進(jìn)行基因編輯—;—;而且，在特定神經(jīng)元亞型、回路中進(jìn)行精確的基因操作，對于確定神經(jīng)元活動和行為之間的關(guān)系是至關(guān)重要的。

不過，在具有特定連接或功能特征的神經(jīng)元亞群中，特別是在大鼠和非人靈長類動物中，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的基因敲減（Geneknock-down，指通過降解具有同源序列靶基因的mRNA阻止基因表達(dá)）或基因修飾并非易事。

而CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)為研究人員找到了一個(gè)突破口。

CRISPR-Cas9 基因編輯技術(shù)，通俗來講就是，將基因組中的錯(cuò)誤位點(diǎn)基因進(jìn)行“修改”，使人體細(xì)胞恢復(fù)正常機(jī)能。

這一技術(shù)通過一種名叫Cas9的特殊編程的酶發(fā)現(xiàn)、切除并取代DNA的特定部分，是生物科學(xué)領(lǐng)域的游戲規(guī)則改變者。

實(shí)際上，有人形象地將CRISPR-Cas9 基因編輯技術(shù)稱為“基因魔剪”，認(rèn)為基因編輯就是用附帶了“導(dǎo)航儀”的基因剪刀對基因進(jìn)行修飾。

不過，病毒載體的容量有限，是在神經(jīng)系統(tǒng)中應(yīng)用CRISPR-Cas9的一個(gè)障礙。

實(shí)際上，最常用的一種病毒載體就是腺相關(guān)病毒（AAV，adeno-associated virus），它是一類單鏈線狀DNA缺陷型病毒。

而來自化膿性鏈球菌的高通用性核酸內(nèi)切酶Cas9（SpCas9）正是受到AAV遞送載體的容量（通常小于4.4-4.7kb）及低效包裝的限制。相比之下，來自金黃色葡萄球菌的Cas9直系同源物SaCas9遞送載體的容量比SpCas9小1kb以上，但基因編輯的效率卻相差不大。

綜合上述因素，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種 CRISPR-SaCas9系統(tǒng)—;—;基于CRISPR-Cas9技術(shù)，結(jié)合順行/逆行AAV載體和細(xì)胞標(biāo)記技術(shù)。

精準(zhǔn)刪除大鼠特定記憶

實(shí)驗(yàn)表明，這一系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大鼠腦中的投射和功能特異性基因編輯。

具體來講，研究團(tuán)隊(duì)首先誘發(fā)了大鼠對2個(gè)不同實(shí)驗(yàn)箱的恐懼記憶，然后通過 CRISPR-SaCas9 系統(tǒng)，精確刪除掉了大鼠對其中一個(gè)箱子的記憶，而大鼠對另外一個(gè)箱子的記憶則完好保留。

雷鋒網(wǎng)了解到，神經(jīng)元興奮性和記憶的形成，一種具有組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶活性的轉(zhuǎn)錄輔激活因子是必不可少的，這種激活因子便是內(nèi)側(cè)前額葉皮層特定神經(jīng)元亞群中的cbp（CREB結(jié)合蛋白）。

基于此，該團(tuán)隊(duì)將cbp作為目標(biāo)基因，并進(jìn)行基因敲減，證實(shí)了投射和功能特異性CRISPR-SaCas9系統(tǒng)在揭示記憶的神經(jīng)元和回路基礎(chǔ)的意義，這也說明 CRISPR-SaCas9系統(tǒng)的高效率和特異性可廣泛應(yīng)用于神經(jīng)環(huán)路研究。

同時(shí)上述過程也表明，該系統(tǒng)與電生理學(xué)、行為分析、流式細(xì)胞熒光分選技術(shù)FACS和深度測序方法相結(jié)合，可為生理、病理?xiàng)l件下的腦功能精確基因組干擾提供重要的參考。

論文作者之一、北京大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究所認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究員伊鳴表示：

記憶編碼與儲存很重要，但遺忘負(fù)面記憶也同樣重要。如果負(fù)面記憶過于頑固，有時(shí)會帶來負(fù)擔(dān)，甚至造成疾病。慢性痛、藥物成癮、慢性應(yīng)激等疾病，本質(zhì)上都是患者在經(jīng)歷了疼痛、毒品帶來的感覺或壓力后，產(chǎn)生了難以清除的、長時(shí)間存在的“病理性記憶”。因此，這一系統(tǒng)可能也將為這類疾病的治療提供新思路。

刪除記憶，道阻且長

在這項(xiàng)突破之前，已經(jīng)有不少科學(xué)家做過記憶編輯與刪除的相關(guān)研究。

在此前的研究中，科研人員通常會考慮以下幾個(gè)方面：

從研究海馬體出發(fā)：位于大腦丘腦和內(nèi)側(cè)顳葉之間，主要功能為記憶處理儲存和空間信息處理。20世紀(jì)初就有科學(xué)家認(rèn)識到海馬對于某些記憶以及學(xué)習(xí)有著基本的作用；

利用光遺傳學(xué)技術(shù)：使用光控的方法，選擇并打開某種生物的特定細(xì)胞，旨在激活清醒哺乳動物的單一神經(jīng)元。在研究大腦與記憶的語境下，這一技術(shù)就是采用光線打開或者關(guān)閉大腦中神經(jīng)元組的生物技術(shù)；

以治療抑郁癥等疾病為目標(biāo)：抑郁癥患者對于負(fù)面事件存在記憶偏好，同時(shí)對于正面信息卻不具備相應(yīng)的記憶能力。因此，刪除負(fù)面記憶，將對這一類疾病的治療起到推動作用。

實(shí)際上，目前已經(jīng)出現(xiàn)了一些具體的特定記憶消除方法。比如2019年5月，美國波士頓大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)利用光遺傳學(xué)技術(shù)，對實(shí)驗(yàn)大鼠海馬體的特定區(qū)域進(jìn)行刺激來實(shí)現(xiàn)對消極記憶的“消除”；同年7月，澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)開發(fā)出一種受光遺傳學(xué)技術(shù)啟發(fā)的新型類腦芯片，可模仿大腦存儲和刪除信息的方式。

不難發(fā)現(xiàn)，且不論刪除記憶是否會引發(fā)新一輪的道德倫理大討論，從技術(shù)的角度看，這一領(lǐng)域仍然有很大的發(fā)展空間。

那么，如果上述方法有朝一日進(jìn)入應(yīng)用階段，你會選擇刪除某段記憶嗎？