Metylering er tilsetning av ett karbon- og tre hydrogenatomer til et annet molekyl. Dette fenomenet regnes som det siste ordet innen helsevesenet. Den følger med nesten alle kroppsfunksjoner.
Functions
Metylgrupper (karbon- og hydrogenatomer) deltar i:
- Kroppens respons på stressende situasjoner.
- Produksjon og prosessering av glutation. Den fungerer som en viktig antioksidant i kroppen.
- Avgiftning av hormoner, tungmetaller og kjemiske forbindelser.
- Kontroller betennelse.
- Reparer skadede celler.
- Immunresponsen og dens regulering, kampen mot virus og infeksjoner, kontroll av produksjonen av T-elementer.
Prosessen med DNA-metylering er også viktig. La oss se nærmere på det.
Epigenetisk kontroll over utviklingen
DNA-metylering fremmer overføring av mønstre til neste generasjon celler under mitose. Relativt nylig ble det funnet at prosessen med å slå sammen grupper av atomer i terminalendifferensierte strukturer har et klart forhold til hukommelsesdannelse og synaptisk plastisitet. K. Miller og D. Sweet undersøkte DNA-metylering. Studien av fenomenet førte dem til konklusjonen at aktiviteten til deoksyribonukleinsyremetylase øker betydelig hos dyr under memorering av ny informasjon. Dette bidrar til en reduksjon i uttrykket av gener som undertrykker hukommelsesprosesser. I tillegg peker forfatterne på et annet fenomen. Forskerne rapporterer at aktivering av reelin-proteingenet, som fremmer endringer i synaptiske forbindelser og er involvert i det patologiske forløpet av schizofreni, påvirkes av minnedannelse. I dette tilfellet er den avgjørende faktoren demitalase-enzymer som gir DNA-demetylering (frigjøring fra metylgrupper). De etablerte fakta tillater oss å trekke den viktigste konklusjonen. DNA-metylering som en av de epigenetiske mekanismene, så vel som dets omvendte fenomen, spiller en viktig rolle i informasjonslagring og memorering. Denne ideen bekreftes av resultatene fra en studie fra E. Costas gruppe. Det har blitt funnet at demylering av glutamatdekarboksylase- og reelin-genene kan formidles i mus av små molekyler som forstyrrer installasjonen av DNA i kjernen. Disse studiene indikerer ikke bare muligheten for å endre den rådende ideen om dannelsen av minne. De indikerer også at DNA-metylering, som tidligere ble ansett som permanent, er dynamisk. Dessuten kan den brukes i terapi.
Funksjoner
Ideen om at hukommelse og DNA-metylering henger sammen er ikke ny. Betingelsen for synaptisk overføring ved histonacetylering er allerede etablert tidligere. De danner skjelettet som DNA-et slynger seg rundt. Acetylering fører til en reduksjon i affiniteten til histoner for nukleinsyrer. Som et resultat åpnes tilgang til DNA og andre proteiner knyttet til blant annet genaktivering. Faktisk har histonacetyltransferaseaktiviteten til CREBBP (et bindende protein), som fungerer som en sentral nevronal transkripsjonsfaktor, blitt assosiert med effekten av dette proteinet på hukommelsen. I tillegg ble det funnet en økning i langtidshukommelsen ved bruk av histondeacetylasehemmere. Det førte til en akselerasjon av histonacetylering.
Hypoteser
Sweet og Miller stilte følgende spørsmål angående histonavhengig nedregulering av strukturuttrykk. Hvis det kan spille en rolle i hukommelsesregulering, ville DNA-metylering ha en lignende effekt? Dette fenomenet ble først og fremst betraktet som et middel for å opprettholde aktiviteten til strukturer under mitose og dannelsen av systemer. I den modne pattedyrhjernen ble imidlertid intensiteten av metylaser observert, til tross for at de fleste av cellene ikke deler seg. På grunn av det faktum at fenomenet under vurdering bidrar til undertrykkelse av genuttrykk, kunne ikke forskere avvise muligheten for en sammenheng mellom metylaser og regulatoriske prosesser i nevroner.
Sjekker forutsetninger
Søt og hansKolleger, som studerte DNA-metylering og betydningen av dette fenomenet i minnedannelse, behandlet deler av hippocampus med inhibitorer av deoksyribonukleinsyre-metyltransferaser. De fant at dette forhindrer utbruddet av langsiktig potensering - styrking av synaptiske forbindelser som respons på nevronal aktivitet. Denne prosessen bestemmer driften av mekanismene for læring og hukommelse. Forskerne fant også at inhibitorer reduserte nivået av metylering i reelin-DNA. Dette indikerte hans reversibilitet.
Eksperimenter
Sweet og Miller bestemte seg for å ta forskningen videre, og begynte å observere endringer i metyleringsmønstre hos mus i en modell der dyr lærer å assosiere et bestemt sted med ubehagelige stimuli, spesielt milde sjokk. Atferden til forsøkspersoner behandlet med inhibitorer uttrykte mulige vanskeligheter med å lære. Når de ble plassert i et miljø der de burde vært redde, frøs de betydelig sjeldnere enn kontrolldyr.
Konklusjoner
Hvordan kan metylering påvirke hukommelsen til mus? Forskere forklarte dette som følger. Det er ganske mange steder i DNA som kan påvirkes av tilsetning av grupper av hydrogen og karbonatomer. I denne forbindelse bestemte forskerne seg for å vende seg til følgende fenomen. De studerte først metylering av gener hvis rolle i minnedannelse allerede var etablert. Først ble området der hukommelsesprosessene til fosfataseproteinet undertrykkes, vurdert. Redusert uttrykkkan forårsake det motsatte. Faktisk, etter en time med kontekstuell fryktkondisjonering, steg metyleringsnivåene mer enn hundre ganger. Samtidig gjennomgikk mRNA-nivåer i CA1 hippocampus-regionen en liten, men statistisk signifikant reduksjon. Denne effekten er funnet i hjernen til dyr med en kombinasjon av mindre sjokk til lemmer og nyheten i konteksten. Hver for seg gir disse stimuli ingen effekt på metylering. Følgelig utføres det å bli med i grupper utelukkende med ekte opplæring.
DNA-metylering og aldring
Aldersproblemer og onkologiske sykdommer er blant de mest diskuterte temaene. Gjennom mange års forskning har forskere foreslått en rekke teorier og modeller. Imidlertid svarer ingen enkelt konsept for øyeblikket fullstendig på alle spørsmål. I mellomtiden er den største interessen for søket etter en løsning på problemet med aldring studiet av endringer i genaktivitet. Spesielt uttrykte professor Anisimov sin mening om denne saken. Han påpeker at uttrykk (uttrykk) av gener avhenger blant annet av metylering, som kan påvirke aldringshastigheten. Opptil 5 % av cytosinrestene til deoksyribonukleinsyre gjennomgikk tilsetning av grupper av karbon- og hydrogenatomer med dannelse av 5MC (5-metylcytosin). Denne basen regnes som den eneste konstanten i DNAet til høyere organismer. Sammenslåingen av grupper skjer i begge tråder symmetrisk. 5mC-restene er alltid dekket av guaninrester. Samtidig struktureneutføre ulike funksjoner. Det er imidlertid viktig å merke seg at metylering er involvert i reguleringen av genaktivitet. Endringer i løpet av å bli med i grupper er forårsaket av feil i transkripsjonsnivået.
Reasons
Aldersrelatert demetylering ble først beskrevet i 1973. Dette avslørte en forskjell i graden av separasjon av grupper i vev til rotter. I hjernen var demetylering mer aktiv enn i leveren. Deretter ble det funnet en reduksjon i 5mC med alderen i lungene, samt i fibroblastformasjoner i huden. Forskerne antydet at aldersrelatert demetylering disponerer celler for tumortransformasjon. Dette fenomenet kan representeres i enkle termer som følger. Et inaktivt gen er festet til en metylgruppe. Under påvirkning av kjemiske reaksjoner kobles den fra. Følgelig aktiveres genet. En gruppe atomer fungerer som en sikring. Jo mindre antall, jo mer vil cellen bli differensiert, og følgelig eldre, jo flere av dem, jo yngre vil den være. Et klassisk eksempel som er mye brukt i litteraturen er utviklingen av visse laksearter. Fenomenet deres eksepsjonelt raske død umiddelbart etter gyting ble avslørt. I går døde unge individer i reproduktiv alder i løpet av kort tid. I biologiske termer er dette fenomenet akselerert aldring, som er ledsaget av massiv demetylering av DNA.
Hvordan hjelpe kroppen?
Det er forskjellige måterkan forbedre medfødt DNA-metylering. Blant de mest populære er:
- Spise ferske grønnsaker. Bladgrønnsaker anbefales spesielt. De fungerer som en kilde til folsyre, som er avgjørende for riktig metylering.
- Tar vitamin B12 og B6, riboflavin. Kildene deres er egg, fisk, mandler, valnøtter, asparges osv.
- Få nok sink og magnesium. De sørger for vedlikehold av metylering.
- Probiotikainntak. De bidrar til mottak og absorpsjon av vitaminer fra B-gruppen og folsyre.
Det er også viktig å minimere stressende situasjoner, gi opp dårlige vaner (drikking, røyking). Man må passe på at giftige stoffer ikke kommer inn i kroppen. Disse forbindelsene tar metylgrupper, belaster leveren.
