Причина старческого слабоумия – эпигенетические изменения?
Исследователи Европейского института нейробиологии (Гёттинген, Германия), работающие под руководством Андре Фишера (Andre Fischer), выявили у молодых и старых мышей существенные отличия в эпигенетических профилях специфического региона одного из гистонов (белков, обеспечивающих плотную упаковку ДНК). Это обуславливает различия в уровне экспрессии ряда генов у этих двух групп животных. Более того, оказалось, что такие эпигенетические изменения являются причиной нарушения способности старых мышей к обучению.
Исследователи считают, что им удалось выявить важный эпигенетический механизм, нарушение работы которого можно использовать в качестве биомаркера старческого слабоумия. Результаты их работы опубликованы в журнале Science от 7 мая в статье «Altered Histone Acetylation Is Associated with Age-Dependent Memory Impairment in Mice».
Более ранние исследования показали, что причиной запуска процесса старения могут быть изменения экспрессии определенных генов. Учитывая то, что ацетилирование гистонов меняет форму хроматина и, соответственно, меняет экспрессию генов (а также, как показали результаты недавнего исследования, участвует в формировании долговременной памяти), авторы решили изучить возможную роль изменений характера ацетилирования гистонов в ухудшении познавательной функции.
Они подвергли молодых (3 месяца) и старых (16 месяцев) мышей комплексу тестов на обучение, после чего проанализировали экспрессию генов в клетках гиппокампа животных – региона мозга, одним из первых страдающего при слабоумии.
По завершении процесса обучения в клетках гиппокампа молодых мышей наблюдалось повышение уровня ацетилирования 12-го лизинового остатка гистона Н4 (H4K12), чего не наблюдалось в гиппокампе старых животных. В результате у молодых мышей происходило изменение экспрессии ряда генов, большая часть которых ассоциирована с процессом запоминания. У старых мышей таких изменений, соответственно, не наблюдалось.
Для тестирования гипотезы, согласно которой специфические изменения профиля ацетилирования гистонов могут быть причиной ухудшения способности к обучению, исследователи ввели старым животным препарат, ингибирующий фермент гистоновую деацетилазу и, соответственно, стимулирующий ацетилирование гистонов. В результате у животных после выполнения тестов происходило повышение уровня ацетилирования H4K12, что, судя по всему, облегчало запоминание и выполнение заданий.
По словам Фишера, его группа намерена заняться изучением механизмов, лежащих в основе нарушения познавательной функции при болезни Альцгеймера. Они предполагают, что стимуляция ацетилирования гистонов с помощью ингибиторов гистоновой деацетилазы может оказаться эффективным подходом к лечению старческого слабоумия.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам The Scientist: Epigenetic change ups dementia?
12.05.2010