Срочные новости раздела
Ключевая молекула мозга может играть роль во многих заболеваниях мозга

Ключевая молекула мозга может играть роль во многих заболеваниях мозга

Ученые обнаружили, что микроРНК-29 является важным клеточным переключателем, контролирующим развитие мозга на поздних стадиях, — фундаментальное открытие, которое поможет исследователям изучить новые терапевтические подходы к нарушениям развития нервной системы, — пишет eurekalert.org

Справа: мыши с дефицитом miRNA29, демонстрирующие заметное увеличение важного фермента DNMT3A (ярко-голубой)© Deshmukh Lab, UNC School of Medicine

Группа ученых из Университетской больницы в Чапеле-Хилле (UNIVERSITY OF NORTH CAROLINA HEALTH CARE – UNC) определила молекулу под названием микроРНК-29 как мощный регулятор созревания мозга у млекопитающих. Удаление микроРНК-29 у мышей вызвало проблемы, очень похожие на те, которые наблюдаются при аутизме, эпилепсии и других нарушениях развития нервной системы.

Результаты освещают важный процесс нормального созревания мозга и указывают на возможность того, что нарушение этого процесса может способствовать множественным заболеваниям мозга человека.

«Мы думаем, что аномалии в активности микроРНК-29, вероятно, являются общей темой при нарушениях развития нервной системы и даже при обычных поведенческих различиях у людей, — сказал старший автор Моханиш Дешмук, доктор философии, профессор кафедры клеточной биологии и физиологии UNC и член Центр неврологии UNC. — Наша работа предполагает, что повышение уровня miR-29, возможно, даже путем его прямой доставки, может привести к терапевтической стратегии при расстройствах нервного развития, таких как аутизм».

МикроРНК представляют собой короткие участки рибонуклеиновой кислоты внутри клеток, которые регулируют экспрессию генов. Каждая микроРНК, или miR, может напрямую связываться с транскриптом РНК некоторых других генов, предотвращая ее трансляцию в белок. Таким образом, miRNA эффективно служат в качестве ингибиторов активности генов, а типичная микроРНК регулирует несколько генов таким образом, чтобы генетическая информация не подвергалась чрезмерной экспрессии. Эти важные регуляторы интенсивно исследуются только в последние два десятилетия. Следовательно, еще многое предстоит узнать об их роли в здоровье и болезнях.

Дешмук и его коллеги намеревались найти микроРНК, участвующие в созревании мозга после рождения — фазе, которая у людей включает примерно первые 20 лет жизни. Когда ученые искали микроРНК, то один набор микроРНК с большей активностью выделялся в мозге взрослой мыши, чем в мозге молодой мыши. Уровни семейства miR-29 были в 50-70 раз выше в мозге взрослых мышей, чем в мозге молодых мышей.

Исследователи изучили модель мыши, в которой гены семейства miR-29 были удалены только в головном мозге. Они заметили, что, хотя мыши родились нормальными, у них вскоре развился ряд проблем, включая повторяющееся поведение, гиперактивность и другие аномалии, которые обычно наблюдаются в мышиных моделях аутизма и других расстройств нервного развития. У многих развились тяжелые эпилептические припадки.

Чтобы понять, что вызвало эти аномалии, исследователи изучили активность генов в мозге мышей, сравнив ее с активностью в мозге мышей, у которых была miR-29. Как и ожидалось, многие гены были намного активнее, когда miR-29 больше не было, чтобы блокировать их активность. Но ученые неожиданно обнаружили большой набор генов, связанных с клетками мозга, которые были менее активны в отсутствие miR-29.

При ключевой помощи соавтора Майкла Гринберга, доктора философии, профессора нейробиологии Гарвардского университета, исследователи в конечном итоге нашли объяснение этому загадочному снижению активности генов.

Одним из генов-мишеней, которые обычно блокирует miR-29, является ген, кодирующий фермент DNMT3A. Этот фермент вносит в ДНК специальные химические модификации, называемые CH-метилированием, чтобы заглушить гены поблизости. В мозге мышей активность гена DNMT3A обычно повышается при рождении, а затем резко снижается через несколько недель. Ученые обнаружили, что miR-29, который блокирует DNMT3A, обычно вызывает это резкое снижение.

Таким образом, у мышей, в мозгу которых отсутствует miR-29, DNMT3A не подавляется, а процесс CH-метилирования продолжается ненормально — и вместо этого продолжают подавляться многие гены клеток мозга, которые должны стать активными. Было обнаружено, что некоторые из этих генов и сам ген DNMT3A отсутствуют или видоизменяются у лиц с нарушениями психического развития, такими как аутизм, эпилепсия и шизофрения.

Чтобы подтвердить роль DNMT3A, ученые создали уникальную модель мыши, которая не позволяет miR-29 подавлять DNMT3A, но не затрагивает другие цели miR-29. Они показали, что это высвобождение DNMT3A само по себе приводит ко многим из тех же проблем, таких как судороги и ранняя смерть, которые наблюдались у мышей без miR-29.

Полученные данные подчеркивают и проясняют то, что, вероятно, является решающим процессом в формировании мозга на поздней стадии его развития: отключение DNMT3A для высвобождения многих генов, которые должны быть более активными в мозге взрослого человека.

«Эти результаты являются первыми, кто идентифицирует miR-29 как важный регулятор метилирования CH и показывает, почему ограничение метилирования CH до критического периода важно для нормального созревания мозга», — сказал Дешмук.

Дешмук и его коллеги в настоящее время следят за тем, чтобы более подробно изучить, как нехватка miR-29 в различных наборах клеток мозга может привести к таким нарушениям, и в более общем плане они изучают, как активность miR-29 регулируется в детстве до тонких состояний. настраивать функции мозга, тем самым давая людям черты, которые делают их уникальными личностями.

Статья опубликована в журнале Cell Reports Источник: scientificrussia.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Ученые из Музея естественной истории в Лондоне, Бирмингемского университета, Университетского колледжа Лондона, Университета Сиди Мохамеда бен Абделлаха в Фесе (Марокко) и Цюрихского университета
подробнее...

Ученым-физикам впервые за всю историю науки удалось создать вихревой атомарный луч, своего рода закрученный «торнадо» из атомов и молекул, обладающий некоторыми удивительными квантовыми свойствами,
подробнее...

Постоянная тонкой структуры примерно в 10 раз превышает ее нормальное значение в материале, называемом квантовым спиновым льдом,- пишет sciencenews.org.  Новый расчет намекает, что квантовый спиновый
подробнее...

Ученые Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в эксперименте с крысами показали, что черный чай в дозе, эквивалентной одной чашке чая обычной заварки, полностью предотвращает
подробнее...

Международная команда исследователей проанализировала звуки орангутанов в естественной среде обитания и пришла к выводу, что общепринятая теория возникновения человеческого языка может быть ошибочной.
подробнее...

Новое исследование, проведенное палеонтологами из Университета Саутгемптона (Великобритания), предполагает, что кости, найденные на британском острове Уайт, принадлежат двум новым видам спинозавридов,
подробнее...

Биомеханическое моделирование показало, что двуногие динозавры из группы терапод при ходьбе покачивали хвостом. Движения хвоста позволяли им компенсировать вращательный момент тела и тратить на 18 %
подробнее...

Всем нам порой кажется, что погода и ее составляющие — температура, атмосферное давление, влажность воздуха и прочее — усугубляют переносимость боли или даже вызывают ее, например мигрень или
подробнее...

Международная научная группа во главе с исследователями из Сколтеха и IBM создала чрезвычайно энергоэффективный оптический переключатель, который мог бы заменить электронные транзисторы в новом
подробнее...

Авторы нового исследования  обнаружили  мобильный генетический элемент, который, однажды оказавшись в новой хромосоме, привел к тому, что человекообразные обезьяны лишились хвоста. Предположительно,
подробнее...

Избранные астрономические события месяца (время всемирное):
подробнее...

 РИА Новости. Австрийские ученые выяснили, что вирус SARS-CoV-2 вызывает уникальный ответ иммунной системы человека. В крови пациентов с COVID -19 присутствует отчетливый набор иммунологических
подробнее...

Неожиданный вывод об аномальных конформационных состояниях молекул ДНК на поверхности заряженных мономолекулярных пленок и их фундаментальных отличиях от строго периодической конформации двойной
подробнее...

Японские ученые из Института RIKEN в эксперименте на мышах сумели обратить вспять синдром Клифстры — генетическое заболевание, приводящее к умственной отсталости. При синдроме Клифстры одна копия гена
подробнее...

Биологи Санкт-Петербургского государственного университета впервые систематизировали все известные случаи избирательного удаления генетического материала в клетках живых организмов. Исследование
подробнее...

Чтобы быстрее расщеплять токсичные белки, иммунные клетки в мозге могут при необходимости объединяться в сети. Это показано совместным исследованием Боннского университета, Немецкого центра
подробнее...

Ученые выяснили, что во время ночных походов за пищей самки летучих мышей-вампиров обычно покидают насест отдельно, но воссоединяются во время охоты с другими особями, с которыми у них есть тесная
подробнее...

Китайские ученые выделили прекрасно сохранившиеся хрящевые клетки у динозавра возрастом 125 миллионов лет. В них содержатся ядра с остатками органических молекул и хроматина. Подобные исследования, по
подробнее...