我的点评：

有没有可能，DNA压缩程度和细胞的老化程度有关，所以年轻动物学习能力强，可能是因为年轻神经化，或者说DNA压缩程度低的神经细胞比例比较高。某些神经退行性疾病，学习记忆能力下降，可能也是类似的神经元老化导致。若如此，可以用这种表观遗传学作为大脑老化程度进行研究。

《自然》点评：

根据一项在小鼠中进行的研究，DNA压缩程度较低的神经元更有可能被招募进一个被称为“印记”的细胞集合中，这个集合形成新的记忆并保留它。

DNA片段围绕一种叫做组蛋白的蛋白质缠绕得有多紧，可以决定它所包含基因的活性：紧密缠绕的DNA往往限制基因活性，而松散缠绕的DNA则允许基因更加活跃。瑞士洛桑联邦理工学院的朱利亚·桑托尼和她的同事们教会了小鼠将一种声音与静电休克联系起来，并追踪哪些神经元在小鼠学习这一信息时被激活。他们发现，这些神经元中的DNA没有其他神经元中那么紧密地缠绕。

当研究人员用一种酶处理小鼠，使DNA进一步松散时，动物的行为表明它们对噪音更加恐惧，这表明它们更好地学会了这一信息。研究人员表示，开放的DNA结构可能使神经元更具可塑性和适应性，这些表观遗传变化可能解释了印记如何长时间保留记忆。

《科学》点评：

编辑总结

在大脑的某个特定区域，只有一小部分符合条件的神经元可用于成为记忆印记的一部分。目前尚不清楚招募这些神经元的机制。Santoni等人通过关注侧杏仁核在联想恐惧学习过程中的染色质可塑性来解决这一问题（见Krabbe的观点）。通过稀疏地过度表达组蛋白乙酰转移酶来增加染色质可塑性后，组蛋白乙酰化水平升高的神经元被优先纳入到印记中。这种过度表达改变了侧杏仁核主细胞的内在兴奋性，并伴随着染色质可及性的增加和基因表达的改变，主要是突触蛋白的改变。这些结果表明，神经元的表观遗传组成定义了其被选中以存储学习信息的资格。—Peter Stern

结构化摘要

引言

在发育过程中，表观遗传异质性导致具有不同功能的不同类型的细胞出现。通过稳定地指导基因组位点的激活和失活以催化特定的信号级联反应，表观遗传机制在谱系承诺和细胞分化中发挥着关键作用。然而，尚不清楚的是，染色质可塑性是否在完全分化的细胞，如成年神经元的动态功能发展中也扮演着同样重要的角色。神经元最吸引人的特征之一是它们进行信息编码的能力。值得注意的是，每当大脑记住一条新信息时，它只动用一部分神经元，这意味着即使在相同的发育定义细胞类型中，不是所有神经元在任何给定时间都同样适合信息编码。

理由

记忆形成对神经元选择的依赖使我们质疑染色质结构是否足够异质，以至于在看似同质的细胞身份之间驱动信息编码。特别是，增强的染色质可塑性是否可以作为一种催化剂力量，促使神经元被优先选择用于记忆形成。

结果

我们专注于小鼠的侧杏仁核，这是一个负责编码联想形式记忆的关键脑区，发现其兴奋性神经元确实表现出异质的染色质可塑性，而且那些被优先招募到学习激活的神经元中的神经元富含高乙酰化的组蛋白，这是大脑中一种丰富的表观遗传修饰。为了功能性地测试染色质可塑性与信息编码之间的这种相关性，我们随后通过增加或减少这些神经元中的组蛋白乙酰转移酶（HATs）来操纵组蛋白乙酰化水平。我们发现，组蛋白乙酰化介导的表观遗传可塑性的增益功能促进了神经元被招募进记忆痕迹，而其功能丧失则阻止了记忆分配。

在探索这种选择背后的分子机制时，我们接下来进行了单个核体的多组学测序，以同时评估表观遗传修饰神经元中发生的染色质可及性和基因表达变化。这些结果揭示了在结构和突触可塑性以及神经元兴奋性密切相关的基因组位置获得了染色质可及性或增加了表达，这已被确定为信息编码的一个重要生理过程。相应地，我们发现增加染色质可塑性也导致了内在神经元兴奋性的增加，并促进了结构和功能突触重塑。

对于一个过程要真正被视为影响记忆分配，它还应该支持记忆保持。为此，我们在巴甫洛夫恐惧条件反射上测试了HAT注射的小鼠，这是一种联想型记忆，并且发现它们显示出显著更强的恐惧记忆——这种效果持续了长达八天。值得注意的是，光遗传学沉默表观遗传改变的神经元阻止了恐惧记忆的回想，这表明染色质可塑性与记忆痕迹形成之间存在细胞自主的关系。最后，通过结合Förster共振能量转移（FRET）工具和单个神经元中的钙成像，我们揭示了染色质可塑性与内在神经元兴奋性之间的联系是内源性的、细胞自主的，并且实时发生。

结论

我们的发现表明，一个神经元被招募进记忆痕迹的资格取决于其学习前的表观遗传状态，并因此确定了染色质可塑性作为一种新的可塑性形式，对于信息编码很重要。因此，一个神经元的表观遗传景观可能代表了一个可适应的模板，以便以动态但持久的方式注册和整合环境信号。

染色质可塑性有利于信息编码。

在成年大脑中，属于同一发育定义细胞类型的神经元本质上显示出不同程度的染色质可塑性，其增强有利于促进神经元被招募进记忆痕迹的转录和电生理特征。

Chromatin plasticity predetermines neuronal eligibility for memory trace formation | Science

记忆是由稀疏的神经元群体编码的，但这种稀疏性是如何产生的仍然在很大程度上未知。我们发现，一个神经元被招募进记忆痕迹的资格取决于其编码前的表观遗传状态。小鼠侧杏仁核的主神经元显示出内在的染色质可塑性，当实验性提高时，有利于神经元分配到编码集合中。这种染色质可塑性发生在与突触可塑性相关的基因组区域，并伴随着单个神经元在实时中的神经兴奋性增加。最后，光遗传学沉默表观遗传改变的神经元阻止了记忆表达，揭示了染色质可塑性与记忆痕迹形成之间的细胞自主关系。这些结果将神经元的表观遗传状态确定为使能信息编码的一个关键因素。