(PhysOrg.com) – Ученые узнают, что динамическая регуляция генов – как и сами гены – определяет судьбу организмов. Теперь открытие нового эпигенетического механизма, регулирующего гены в головном мозге в условиях стресса, помогает изменить представление ученых о психических расстройствах и может открыть новые возможности для лечения.
Пытаясь объяснить психические расстройства, гены просто не могут рассказать всю историю. Настоящие ответы – во взаимодействии генов и окружающей среды. Посттравматическое стрессовое расстройство требует, например, некоторой травмы, и люди, по большей части, не рождаются в депрессии. Теперь исследование выявило один механизм, с помощью которого стрессовые переживания изменяют способ экспрессии генов в мозгу крысы. Открытие «эпигенетической» регуляции генов в головном мозге помогает изменить представление ученых о психических расстройствах и может открыть новые возможности для лечения.
Ричард Хантер, постдок из лаборатории нейроэндокринологии им. Гарольда и Маргарет Милликен Хэтч при Рокфеллеровском университете, обнаружил, что один 30-минутный эпизод острого стресса вызывает быстрое химическое изменение белков упаковки ДНК, называемых гистонами, в гиппокампе крыс, который является известной областью мозга. быть особенно восприимчивым к воздействию стресса как у грызунов, так и у людей. Исследованное Хантером химическое изменение, называемое метилированием, может увеличивать или уменьшать экспрессию генов, упакованных гистонами, в зависимости от местоположения метилирования. Он искал метилирование в трех областях гистона H3, которые, как было показано, активно регулируют экспрессию генов. В экспериментах, опубликованных в этом месяце в Proceedings of the National Academy of Sciences, он показывает, что метилирование одной метки, триметила H3K9, примерно удвоилось в гиппокампе. Метилирование второй метки, триметила H3K27, снизилось примерно на 50 процентов в той же области. Изменения, связанные с третьей отметкой, были незначительными.
«Гиппокамп участвует в эпизодической памяти, поэтому можно ожидать, что он будет более чувствителен к подобным эпизодическим экспериментам, чем, например, двигательные области», – говорит Хантер, работавший над проектом с учеными из Рокфеллера Брюсом С. МакИвен и Дональд В. Пфафф. «Но что удивительно, так это масштабы и региональная специфика этих моделей.«Сам по себе размер изменения метилирования гистонов предполагает, что оно важно для реакции мозга на острый стресс, хотя его точная роль остается загадкой. Считается, что две измененные метильные метки обычно подавляют экспрессию генов, но метилирование увеличилось в одной и уменьшилось в другой.
Хантер также проверил, нет ли подобных изменений в результате хронического стресса – ежедневного 30-минутного стресса в течение 21 дня. Он не обнаружил значительного эффекта, который мог бы отражать приспособление животных к стрессу. Однако, когда он лечил крыс флуоксетином, общей формой популярного антидепрессанта прозака, он обращал вспять некоторые эффекты метилирования, связанные с хроническим стрессом.
Становится все более очевидным, говорит Хантер, что эпигенетические изменения, такие как метильные метки, которые он наблюдал, и другие, такие как ацетилирование и фосфорилирование, могут играть значительную роль в реакции мозга на стресс и лечении связанных со стрессом заболеваний, таких как пост- травматическое стрессовое расстройство.
«Была мысль, что проект генома раскроет все психоневрологические заболевания, но оказалось, что это не так», – говорит он. «Эпигенетика стала намного интереснее, потому что она позволяет нам смотреть на то, как экспрессия генов изменяется под воздействием факторов окружающей среды, что частично объясняется модификациями гистонов.”
Предоставлено Рокфеллеровским университетом (новости: в сети)