4月30日，Nature Communications杂志以研究论文形式发表了中科大刘强研究组题为 “Activity dependent LoNA Regulates Translation by Coordinating rRNA Transcription and Methylation”的研究论文，文章中首次发现并命名了长非编码RNA LoNA，揭示了LoNA通过调控蛋白翻译来影响学习记忆以及阿尔茨海默病的新机制。
神经元活性依赖的新蛋白合成对学习记忆过程至关重要，核糖体的生物合成则是细胞内蛋白质翻译的关键限速步骤，其合成主要的场所是在细胞核的核仁部位。刘强研究组首次鉴定了一个核仁特异表达的长非编码RNA LoNA，可以同时调控核糖体的关键成分-核糖体RNA的转录以及转录后甲基化修饰两个过程。通过影响核糖体DNA的表观遗传修饰以及RNA转录酶在DNA上的附着来影响其转录水平，以及转录后甲基化修饰两个层面影响核糖体的生物合成，最终影响蛋白尤其是突触相关蛋白的翻译。
刘强研究组同时发现，LoNA的表达水平高度依赖于神经元活性，具体表现为接受氯化钾刺激的神经元中的LoNA水平显著下降，同时学习记忆等行为学刺激可以显著降低小鼠的海马区LoNA的水平。降低LoNA水平则可以解除对核糖体RNA转录以及转录后修饰的抑制，增加核糖体的生物合成。动物实验表明，在小鼠的海马区特异性敲低LoNA，可以显著增加突触相关蛋白的水平，提高突触可塑性，长时程增强以及其他学习记忆行为。
阿尔茨海默症是典型的以学习记忆障碍为特征的神经退行性疾病，在老年人中发病率很高，但是目前缺少有效的治疗措施。刘强研究组的研究揭示，在阿尔茨海默症的模型小鼠中敲低LoNA可以显著恢复核糖体RNA的水平，同时减轻模型小鼠的学习记忆障碍。该研究为阿尔茨海默症的治疗提供了重要靶点和全新的方向。
中国科学技术大学刘强教授是本文的通讯作者，刘强实验室的博士生李定丰为该论文的第一作者。该研究得到了基金委、科技部和中科院的基金资助。
LoNA调控蛋白翻译影响学习记忆的功能示意图