A metilezés egy szén- és három hidrogénatom hozzáadása egy másik molekulához. Ezt a jelenséget tekintik az utolsó szónak az egészségügy területén. Szinte az összes testfunkciót végigkíséri.
Funkciók
A metilcsoportok (szén- és hidrogénatomok) részt vesznek:
- A szervezet válasza a stresszes helyzetekre.
- Glutation előállítása és feldolgozása. Kulcsfontosságú antioxidánsként működik a szervezetben.
- Hormonok, nehézfémek és kémiai vegyületek méregtelenítése.
- A gyulladás szabályozása.
- A sérült sejtek javítása.
- Az immunválasz és szabályozása, a vírusok és fertőzések elleni küzdelem, a T-elemek termelésének szabályozása.
A DNS-metiláció folyamata is fontos. Nézzük meg közelebbről.
A fejlődés epigenetikai szabályozása
A DNS-metiláció elősegíti a minták átvitelét a következő generációs sejtekhez a mitózis során. Viszonylag nemrégiben azt találták, hogy az atomcsoportok összekapcsolásának folyamata a terminálbanA differenciált struktúrák határozott kapcsolatban állnak az emlékezetképzéssel és a szinaptikus plaszticitással. K. Miller és D. Sweet a DNS-metilációt vizsgálták. A jelenség vizsgálata arra a következtetésre juttatta őket, hogy az új információk memorizálása során állatokban jelentősen megnő a dezoxiribonukleinsav-metiláz aktivitása. Ez hozzájárul a memóriafolyamatokat elnyomó gének expressziójának csökkenéséhez. Emellett a szerzők egy másik jelenségre is rámutatnak. A kutatók arról számolnak be, hogy a szinaptikus kapcsolatok változását elősegítő és a skizofrénia kóros lefolyásában szerepet játszó reelin fehérje gén aktiválódását befolyásolja az emlékezés. Ebben az esetben a demitaláz enzimek a meghatározóak, amelyek biztosítják a DNS-demetilációt (metilcsoportokból való felszabadulást). A megállapított tények lehetővé teszik, hogy levonjuk a legfontosabb következtetést. A DNS-metiláció, mint az egyik epigenetikai mechanizmus, valamint ennek fordított jelensége alapvető szerepet játszik az információtárolásban és a memorizálásban. Ezt az elképzelést E. Costa csoportja tanulmányának eredményei is megerősítik. Azt találták, hogy a glutamát-dekarboxiláz és a reelin gének demilációját egerekben kis molekulák közvetíthetik, amelyek megzavarják a DNS beépülését a sejtmagba. Ezek a tanulmányok nemcsak a memória kialakulásának uralkodó elképzelésének megváltoztatásának lehetőségét jelzik. Azt is jelzik, hogy a korábban állandónak tekintett DNS-metiláció dinamikus. Sőt, terápiában is használható.
Jellemzők
Az az elképzelés, hogy a memória és a DNS-metiláció összefügg, nem új. A hiszton acetilációval történő szinaptikus átvitel feltételrendszerét már korábban megállapították. Ezek alkotják a csontvázat, amely körül a DNS kanyarog. Az acetilezés a hisztonok nukleinsavak iránti affinitásának csökkenéséhez vezet. Ennek eredményeként megnyílik a hozzáférés a DNS-hez és más fehérjékhez, amelyek többek között a génaktivációhoz kapcsolódnak. Valójában a CREBBP (egy kötőfehérje) hiszton-acetiltranszferáz aktivitását, amely kulcsfontosságú neuronális transzkripciós faktorként működik, összefüggésbe hozták ennek a fehérjének a memóriára gyakorolt hatásával. Ezenkívül a hosszú távú memória növekedését észlelték a hiszton-deacetiláz inhibitorok alkalmazása során. Ez a hiszton acetilációjának felgyorsulásához vezetett.
Hipotézisek
Sweet és Miller a következő kérdést tette fel a szerkezeti expresszió hisztonfüggő leszabályozásával kapcsolatban. Ha szerepet játszhat a memória szabályozásában, a DNS-metilációnak hasonló hatása lenne? Ezt a jelenséget elsősorban a struktúrák aktivitásának fenntartására szolgáló eszköznek tekintették a mitózis és a rendszerek kialakulása során. Az érett emlősagyban azonban megfigyelték a metilázok intenzitását, annak ellenére, hogy sejtjei többsége nem osztódó. Tekintettel arra, hogy a vizsgált jelenség hozzájárul a génexpresszió elnyomásához, a tudósok nem tudták elvetni a metilázok és az idegsejtekben zajló szabályozó folyamatok közötti kapcsolat lehetőségét.
Feltételezések ellenőrzése
Édes és az övéKollégák, akik a DNS-metilációt és ennek a jelenségnek a memóriaformálásban betöltött jelentőségét tanulmányozták, a hippocampus szakaszait dezoxiribonukleinsav-metiltranszferáz inhibitorokkal kezelték. Azt találták, hogy ez megakadályozza a hosszú távú potencírozás kialakulását - a szinaptikus kapcsolatok erősödését az idegsejtek aktivitására válaszul. Ez a folyamat határozza meg a tanulás és az emlékezet mechanizmusainak működését. A tudósok azt is megállapították, hogy az inhibitorok csökkentették a metiláció szintjét a reelin DNS-ben. Ez jelezte a visszafordíthatóságát.
Kísérletek
A kutatás további folytatása mellett Sweet és Miller elkezdte megfigyelni a metilációs mintázatok változásait egereken egy olyan modellben, amelyben az állatok megtanulják, hogy egy adott helyet kellemetlen ingerekkel, különösen enyhe sokkokkal társítsanak. Az inhibitorokkal kezelt alanyok viselkedése kifejezte a tanulás lehetséges nehézségeit. Ha olyan környezetbe helyezték őket, amelyben félniük kellett volna, lényegesen ritkábban fagytak meg, mint a kontrollállatok.
Következtetések
Hogyan befolyásolhatja a metiláció az egerek memóriáját? A tudósok ezt a következőképpen magyarázták. A DNS-ben meglehetősen sok olyan hely található, amelyeket hidrogén- és szénatomcsoportok hozzáadása befolyásolhat. Ezzel kapcsolatban a kutatók úgy döntöttek, hogy a következő jelenség felé fordulnak. Először azoknak a géneknek a metilációját tanulmányozták, amelyeknek az emlékképzésben betöltött szerepét már megállapították. Először azt a területet vettük figyelembe, ahol a foszfatáz fehérje memóriafolyamatai elnyomódnak. Csökkentett kifejezésaz ellenkezőjét okozhatja. Valójában egy órányi kontextuális félelemkezelés után a metilációs szint több mint százszorosára emelkedett. Ugyanakkor a CA1 hippocampalis régió mRNS szintje enyhe, de statisztikailag szignifikáns csökkenésen ment keresztül. Ezt a hatást olyan állatok agyában találjuk meg, ahol a végtagokat érő kisebb sokk és a kontextus újszerűsége kombinációja. Ezek az ingerek külön-külön nem befolyásolják a metilációt. Ennek megfelelően a csoportokhoz való csatlakozás kizárólag valódi képzéssel történik.
DNS-metiláció és öregedés
Az életkorral kapcsolatos problémák és az onkológiai betegségek a legtöbbet vitatott témák közé tartoznak. Sok éves kutatás során a tudósok különféle elméleteket és modelleket javasoltak. Jelenleg azonban egyetlen koncepció sem ad teljes választ minden kérdésre. Mindeközben az öregedés problémájára megoldást keresve a legnagyobb érdeklődés a génaktivitás változásainak vizsgálata. Különösen Anisimov professzor fejtette ki véleményét ebben a kérdésben. Kiemeli, hogy a gének kifejeződése (kifejezése) többek között a metilációtól is függ, ami befolyásolhatja az öregedés ütemét. A dezoxiribonukleinsav citozin-maradékainak legfeljebb 5%-a szén- és hidrogénatomok hozzáadásával 5MC (5-metil-citozin) képződésével történt. Ez a bázis tekinthető az egyetlen állandónak a magasabb rendű szervezetek DNS-ében. A csoportok összekapcsolása mindkét szálban szimmetrikusan történik. Az 5 mC-os maradékokat mindig guaninmaradék fedi. Ugyanakkor a szerkezetekkülönböző funkciókat lát el. Fontos azonban megjegyezni, hogy a metiláció részt vesz a génaktivitás szabályozásában. A csoportok csatlakozásának menetében bekövetkezett változásokat az átírási szint hibái okozzák.
Indokok
Az életkorral összefüggő demetilációt először 1973-ban írták le. Ez különbséget mutatott ki a csoportok szétválási fokában a patkányok szöveteiben. Az agyban a demetiláció aktívabb volt, mint a májban. Ezt követően az életkor előrehaladtával 5 mC csökkenést észleltek a tüdőben, valamint a bőr fibroblaszt képződményeiben. A kutatók azt sugallták, hogy az életkorral összefüggő demetiláció hajlamosítja a sejteket a tumortranszformációra. Ez a jelenség egyszerű kifejezésekkel a következőképpen ábrázolható. Egy inaktív gén egy metilcsoporthoz kapcsolódik. Kémiai reakciók hatására megszakad. Ennek megfelelően a gén aktiválódik. Az atomok egy csoportja biztosítékként működik. Minél kisebb a számuk, annál jobban differenciálódik a sejt, és ennek megfelelően idősebb, minél több van belőlük, annál fiatalabb lesz. A szakirodalomban széles körben használt klasszikus példa bizonyos lazacfajok fejlődése. Feltárult a jelenség, hogy kivételesen gyors haláluk közvetlenül ívás után. Tegnap a reproduktív korú fiatal egyedek rövid időn belül meghalnak. Biológiai értelemben ez a jelenség a felgyorsult öregedés, amely a DNS masszív demetilációjával jár együtt.
Hogyan segíthetünk a szervezetnek?
Különböző módja van ennekjavíthatja a veleszületett DNS-metilációt. A legnépszerűbbek a következők:
- Friss zöldek fogyasztása. A leveles zöldségek különösen ajánlottak. Folsavforrásként működnek, ami elengedhetetlen a megfelelő metilációhoz.
- B12- és B6-vitamin, riboflavin szedése. Forrásaik a tojás, hal, mandula, dió, spárga stb.
- Szedjen be elegendő cinket és magnéziumot. Biztosítják a metiláció fenntartását.
- Probiotikum bevitel. Hozzájárulnak a B-csoportú vitaminok és a folsav felvételéhez és felszívódásához.
Fontos továbbá a stresszes helyzetek minimalizálása, a rossz szokások (ivás, dohányzás) feladása. Ügyelni kell arra, hogy mérgező anyagok ne kerüljenek a szervezetbe. Ezek a vegyületek metilcsoportokat vesznek fel, és terhelik a májat.
