基因调控机制背后的“记忆”确认

已知的蛋白质PKMzeta与长期记忆的形成有关。神经系统疾病(阿尔茨海默氏症,以及抑郁和老化,与大脑中这种蛋白质水平降低。巴西和美国研究人员隶属于机构已经发现了一种机制,有助于解释的链接,可能对未来医学创新铺平了道路。他们的研究发表在文章发表在《Biochimica et Biophysica学报(BBA)——基因调控机制。

理解的机制,研究人员使用表观遗传学,如何科学的环境刺激激活或抑制基因表达在不改变DNA序列。常用的一种表观遗传技术人员由DNA甲基化基因沉默,其中甲基被添加到一个特定部分的基因,以防止其转录。例如,基因的DNA序列的甲基化可能关闭的基因并不会使蛋白质。

在这篇文章中,作者还记得,在中枢神经系统的蛋白质CREB1通常绑定到一个部分基因PKMzeta所以,它表达的蛋白质相同的名称。然而,研究显示,这段基因的甲基化导致PKMzeta的蛋白质含量明显降低。

“我们的分析显示,DNA甲基化调节的这个基因的表达,在一些病理过程中发挥作用,”说黛博拉因为他的作者,最后文章和圣保罗大学教授在巴西研究所的化学(IQ-USP)。“我相信,当基础科学做得好它为药物开发提供了重要信息和先进的治疗方法。”

FAPESP通过5个项目(必须占州政府支持的研究19/06982-6,15/24046-5,15/17812-3,20/13929-1和20/16204-8)。

在DNA

Dimitrius Pramio,这篇文章的第一作者和一个博士生在IQ-USP生物化学,描述研究中使用的材料,其中一些是由于获得与耶鲁大学和纽约州立大学上州医科大学合作在美国。“材料包括数据库、人体细胞隔离病人或修改在实验室里,和动物细胞,”他说。

进行了一些测试,看看基因的甲基化PKMzeta水平下降将导致蛋白质的生产,使用药物CRISPR干扰DNA甲基化和基因编辑技术。在这种情况下,改变的基因PKMzeta阻止蛋白质CREB1的绑定。“生产蛋白质PKMzeta确实下降的结果,“因为他说。

结果证实基因需要CREB1触发生产PKMzeta的蛋白质和DNA甲基化解释的蛋白质含量的下降。

作者还分析了其他基因的作用在中枢神经系统,看看他们抑制DNA甲基化的过程,防止CREB1绑定。“我们想知道是否这个过程发生更多的在全球范围内,“因为他说。

如果PKMzeta以外的其他基因的表达是受此影响DNA甲基化的模式,它必须特别相关的脑部改变可能与疾病有关,和作者表明,PKMzeta机制并不局限于蛋白质。

下一个步骤

从这项研究几个方面提出建议。一是分析影响其他基因DNA甲基化的过程,抑制CREB1绑定,目的是看到它们在生物扮演的是什么角色,以及他们可能与疾病。

另一个可能性是试图理解蛋白质PKMzeta确实在中枢神经系统。“我们知道这是参与记忆,但这是如何工作的详细吗?因为他说:“这是一个相关的问题。

Pramio,同样重要的是测试机制在更精确的模型。例如,特定的大脑区域可以分析,动物模型的疾病,如阿尔茨海默氏症和抑郁症。“其他的研究表明,抑郁症的动物模型中使用某些抗抑郁药物恢复基因的表达PKMzeta抑制,但他们没有研究DNA甲基化,”他说。

其他条件也可以检查。例如,因为他正在慢性疼痛,有一个基因的可能性PKMzeta可以参与这种情况由于其参与神经元突触重塑。“许多问题和假设提出的研究,”她说。

根据Pramio,进步在这些研究输电线路贡献在未来可能的发展新的治疗方法,这将是特别重要的抑郁症和阿尔茨海默氏症,这些疾病对医师的挑战。

参考:Pramio DT, Vieceli调频,Varella-Branco E, et al .启动子区域的甲基化CREB1结合位点的表观遗传调控机制brain-specific PKMζ。Biochim Biophys Acta基因Regul机甲。2023年,1866 (1):194909。doi:10.1016 / j.bbagrm.2023.194909

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