在一个日益联系的世界中，翻译和口译员在思想和信息的交流中发挥着关键作用。它们的重要目的是准确地将意义从一种语言传递到另一种语言。如今，几乎每个现代工业都对译员至关重要。但是你知道你的大脑也需要他们吗?

虽然不是传统意义上的，但是大脑中的细胞正在积极地传递信息，并以各种语言相互交流。神经元使用神经递质，分子和电信号说话。为了正确理解彼此，大脑中的细胞需要精通翻译的技能。专注于大脑的独特语言，专门的蛋白质精确地破译传入的信息，并准确地将其从一个神经元传递到下一个神经元。

大脑中一种名为钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶(CaMKII)的重要翻译在学习和记忆过程中起着关键作用。当我们学习新技能或形成记忆时，在称为突触的神经元之间的通信站点发生动态变化。随着突触被反复激活，钙信号启动复杂的级联，导致神经元连接强度的持久改变。这个被称为突触可塑性的过程被认为是学习和记忆的基础。CaMKII在可塑性方面发挥着重要作用，它解释了钙信号并将其转化为有助于编码记忆的持久变化。但这一过程背后的确切机制仍然难以捉摸。

最近在Nature Communications上发表的一项新研究，来自MPFI科学主任Ryohei Yasuda博士的研究，揭示了允许CaMKII解码和翻译大脑中钙信号传导的意外机制。使用先进的成像技术和新型生物传感器，Yasuda及其团队揭示了CaMKII在单突触水平上的活动的新见解。

为了研究CaMKII在突触可塑性中的作用，该团队开发了新型传感器，能够解开蛋白质的两种不同形式的活动。第一个传感器CaMKIIα-CaM报告CaMKII活性依赖于其与钙调蛋白(CaM)的关联;一种介导钙与CaMKII结合的蛋白质。第二个传感器Camuiα报告了CaMKII的总活化，包括CaMKII经历自身磷酸化时产生的CaM依赖性和CaM独立自主活性。

利用双光子显微镜和谷氨酸解笼锁来模拟单个突触的可塑性，该团队使用他们新设计的传感器来研究神经元中不同形式的CaMKII活性。以前，人们认为CaMKII主要通过其CaM依赖性活动解码钙信号，但MPFI科学家发现可能并非如此。使用CaMKIIα-CaM传感器，他们注意到CaM依赖性活动的快速但小幅增加，当在突触中诱发钙脉冲时迅速稳定。随着钙脉冲的继续，神经元内的CaMKIIα-CaM活性没有进一步增加。相比之下，Camuiα传感器表现出更强劲的活动和逐步激活;其中钙脉冲数量的增加与CaMKII活性的增加直接相关。

有趣的是，这些结果表明，在突触水平上，CaMKII的活性主要由其自主激活驱动，并且在很小程度上由其与CaM的相互作用驱动。此外，这些发现揭示了CaMKII的自主活动负责在突触可塑性过程中响应和解释钙信号传导的语言。

“CaMKII在突触可塑性过程中已经成为一个非常重要的参与者，但由于其复杂的激活特性，其活动的工作模型很难实现。”Yasuda指出，“通过我们的新型传感器收集的新见解，我们现在能够提出一个与我们的实验数据一致的模型;扩大我们对分子对记忆的贡献的理解。”