Much has been known about molecules and mechanisms involved in memory consolidation. However, relatively less is known about what supports the persistence of once consolidated memory. The epigenetic mechanism of gene expression regulation recently emerged as an important mechanism for memory persistence. In the previous study, we found that BAF53b, a neuron-specific subunit of BAF chromatin remodeling complex, is induced after auditory cued fear conditioning in the lateral amygdala (LA) and crucial for recent fear memory formation tested 24 hours post-learning. In this study, we report a delayed induction of BAF53b in the LA at 48 hours after auditory fear conditioning and its critical role for the persistence of established fear memory. In order to specifically block the delayed but not early induced BAF53b function, we employed a post-learning knockdown method based on RNAi. The transient knockdown of BAF53b using siRNA in the lateral amygdala 24 hours after cued fear conditioning led to specific impairment of remote but not recent memory retrieval. RNA-seq analyses identified fibroblast growth factor 1 (FGF1) as a candidate downstream effector. Consistently, post-learning administration of FGF1 peptide rescued memory persistence in Baf53b knockdown mice. These results demonstrate the crucial role of BAF53b and FGF1 in persistent retention of fear memory, giving insights into how fear memory persistently stored through consolidation processes and suggests candidate target for treating mental disorders related to traumatic memory.
기억을 형성하는 공고화 과정의 분자적 메커니즘은 활발히 연구되어왔다. 그러나 이미 공고화된 기억이 어떻게 장기적으로 지속되는지는 상대적으로 알려지지 않았다. 최근 기억의 지속성을 위한 메커니즘으로 후생유전학적 유전자 발현 조절이 중요하게 대두되었다. 이전 연구에서는 BAF 염색질 리모델링 복합체의 신경세포 특이적 서브유닛인 BAF53b가 측면편도체에서 청각신호 공포학습 후에 발현이 증가하고, 이 것이 학습 하루 후의 공포기억 형성에 중요하다는 것을 발견하였다. 이번 연구에서는 BAF53b가 청각공포 조건화 훈련 48시간 후까지도 생쥐의 측면편도체에서 발현이 증가한 것을 확인하였으며, 이렇게 지연된 발현이 이미 형성된 기억의 지속성에 중요한 역할을 한다는 것을 밝혔다. 훈련 후 짧은 시간 내에 발현된 BAF53b를 배제하고, 학습에 의해 지연발현 된 BAF53b의 기능만을 특이적으로 차단하기 위해 나는 RNAi에 기초한 학습 후 녹다운 방법을 사용하였다. 청각신호 공포 조건화 훈련 24시간 후에 측면편도체에서 siRNA를 사용한 BAF53b의 일시적 녹다운은 최근의 기억이 아닌 오래된 기억만을 특이적으로 손상시켰다. RNA-seq 분석을 통해서는 BAF53b의 다운스트림 이펙터로서 섬유아세포성장 인자 1 (FGF1)을 발견하였다. 학습 후 FGF1 펩티드를 주입하면 BAF53b를 녹다운 한 생쥐에서 손상된 기억 지속성이 회복되었다. 이러한 결과는 공포기억의 지속성에서 BAF53b와 FGF1의 중요한 역할을 보여준다. 이는 공고화 과정을 통해 공포기억을 영속적으로 저장하는 메커니즘을 제시하고, 외상성 기억과 관련된 정신장애 치료를 위한 후보 물질을 제시한다.
