การควบคุม epigenetic ของนวนิยายพบได้ในโปรตีนสมองสำคัญในการเสริมสร้างความจำ

Epigenetic การเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีน (กรกฎาคม 2019).

Anonim

การทำความเข้าใจว่าความทรงจำเกิดขึ้นและได้รับการสืบค้นอย่างไรมีประโยชน์ต่อความผิดปกติทางจิตเวชความผิดปกติทางระบบประสาทและความผิดปรกติของระบบประสาทและอาจเป็นประโยชน์ในการลดความทรงจำที่ไม่เหมาะสมในความผิดปกติทางจิตเวช

มีการค้นพบกว้างสองข้อในการรวบรวมข้อมูลหน่วยความจำซึ่งเป็นการค้นคืนและเสริมสร้างความเข้มแข็งของหน่วยความจำล่าสุด การค้นพบครั้งแรกคือในระหว่างการรวบรวมข้อมูลใหม่ของหน่วยความจำการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการควบคุมการแปล - กระบวนการสร้างโปรตีนใหม่จากยีนที่กระตุ้นการทำงาน - เกิดขึ้นในพื้นที่ของสมองที่เกี่ยวข้องกับการสร้างหน่วยความจำ การค้นพบครั้งที่สองก็คือกลไกการเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลต่างๆที่รู้จักกันในการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของยีนโดยไม่เปลี่ยนลำดับดีเอ็นเอของพวกเขาก็มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างมากในระหว่างการตรึงหรือเสริมกำลังของหน่วยความจำ

ตอนนี้นักวิจัยจาก University of Alabama ที่ Birmingham ได้อธิบายกลไกใหม่ที่เชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงของ epigenetic กับการควบคุม translational ใน Journal of Neuroscience พวกเขาได้รายงานว่าการเปลี่ยนแปลง epigenetic หลายอย่างในฮิบโปของสมองหนูควบคุมการควบคุมการไหลของน้ำในเซลล์ประสาทระหว่างการเก็บรวบรวมข้อมูลในหน่วยความจำที่น่ากลัวโดยทำหน้าที่เป็นยีนที่เรียกว่า Pten เป้าหมายปลายน้ำที่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงระดับเอนไซม์ PTEN คือเส้นทาง AKT-mTOR ซึ่งเป็นหนึ่งในเส้นทางการควบคุมหลักในการแปลที่เกี่ยวข้องกับการรวบรวมข้อมูลใหม่ของหน่วยความจำ PTEN เป็นที่รู้จักในฐานะตัวยับยั้งที่มีศักยภาพของ AKT-mTOR แต่ไม่เคยเชื่อมโยงกับการควบคุม epigenetic ของหน่วยความจำ

Farah D. Lubin, Ph.D., รองศาสตราจารย์ของ UAB Department of Neurobiology กล่าวว่า "การค้นพบนี้อาจมีความสำคัญในการรักษาความผิดปกติของหน่วยความจำเช่นโรคเครียดหลังบาดแผล "พล็อตเป็นความคิดที่เกิดจากการขาดการสูญเสียความทรงจำที่น่ากลัวการเปลี่ยนความทรงจำนี้ในระหว่างกระบวนการ reconsolidation อาจช่วยในการเชื่อมโยงความทรงจำกับบริบทที่เป็นบาดแผลน้อยลง"

การรวมหน่วยความจำเป็นกระบวนการที่ช่วยรักษาความทรงจำหลังจากที่ได้รับในสมองเป็นครั้งแรก การรวมหน่วยความจำใหม่จะเกิดขึ้นเมื่อหน่วยความจำนั้นถูกเรียกค้นและหน่วยความจำอาจได้รับการปรับเปลี่ยนหรือเสริมสร้างความเข้มแข็ง

ในการศึกษาโดย Lubin นักวิจัยพบว่าการเรียกความทรงจำเกี่ยวกับความกลัวตามเนื้อหาในหนูได้เพิ่มระดับของเอนไซม์ EZH2 ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่เพิ่มกลุ่มเมธิลเข้าไปในฮีสโตล ฮีสโตนเป็นโปรตีนที่ช่วยบรรจุภัณฑ์และสั่งให้ดีเอ็นเอในโครโมโซมและพวกเขายังมีบทบาทในการควบคุมยีนของ epigenetic การเพิ่มขึ้นของ EZH2 ทำให้นักวิจัยพบการเพิ่มขึ้นของเมทาลิเนชันของ histone H3 โดยเฉพาะการเพิ่มกลุ่มเมธิลสามกลุ่มเข้ากับกรดอะมิโนไลซีน 27 ของ histone H3 trimethylation ของ histone โดย EZH2 เรียกว่า H3K27me3 มีความสัมพันธ์กับระดับเอนไซม์ PTEN ลดลง

การตรวจสอบการเข้ารหัสดีเอ็นเอของยีน Pten พบว่าระดับ H3K27me3 เพิ่มขึ้นใน DNA รวมทั้งการสร้างเมธิลดีเอ็นเอในบริเวณโปรโมเตอร์และการเข้ารหัสของยีน Pten DNA methylation เป็นรูปแบบหนึ่งของการควบคุม epigenetic และการเปลี่ยนแปลง epigenetic histone และการเปลี่ยนแปลงของ epigenetic DNA แสดงให้เห็นถึงการยับยั้งการถอดรหัสของยีน Pten

นักวิจัย UAB ต่อมาใช้ RNA ที่มีการแทรกแซงขนาดเล็กหรือ siRNA เพื่อยับยั้งยีน จากการทดสอบการชนแบบ knockdown พบว่าระดับของ H3K27me3 และ PTEN จะควบคุมทิศทางของ AKT-mTOR โดยตรง

การยับยั้งยีนของเอนไซม์ methyltransferase H3K27me3, Ezh2 ในฮิบโปซึ่งเป็นหน่วยความจำที่รวมกันของสมองลดการปนเปื้อนของ PTEN และการกระตุ้น AKT-mTOR ระหว่างการรวบรวมข้อมูลหน่วยความจำใหม่ แต่เมื่อยีน Ezh2 และ Pten ถูกล้มลงในเวลาเดียวกันทาง AKT-mTOR ก็เริ่มทำงาน

"ในการศึกษาในปัจจุบันเราพบว่า H3K27me3 ควบคุมการปราบปราม Pten ที่จำเป็นสำหรับการ phosphorelation mTOR ระหว่างการรวบรวมข้อมูลหน่วยความจำใหม่" Lubin กล่าว "ผลที่ตามมาเราได้ระบุเส้นทางทางพันธุกรรมแบบใหม่ที่สำคัญสำหรับการควบคุมกลไกการแปลในระหว่างการรวบรวมข้อมูลหน่วยความจำใหม่"

ร่วมกับ Lubin ของบทความ "กิจกรรม EZH2 methyltransferase ควบคุมการแสดงออกของ Pten และการส่งสัญญาณ mTOR ในช่วง reconsolidation หน่วยความจำกลัว" เป็น Timothy J. Jarome, Gabriella A. Perez, Rebecca M. Hauser และ Katrina M. Hatch, UAB ภาควิชาชีวเคมี.

โพสต์ยอดนิยม

แนะนำ