Methylering er tilføjelsen af et kulstof- og tre hydrogenatomer til et andet molekyle. Dette fænomen betragtes som det sidste ord på sundhedsområdet. Den ledsager næsten alle kropsfunktioner.
Funktioner
Methylgrupper (carbon- og hydrogenatomer) deltager i:
- Kroppens reaktion på stressende situationer.
- Produktion og forarbejdning af glutathion. Det fungerer som en vigtig antioxidant i kroppen.
- Afgiftning af hormoner, tungmetaller og kemiske forbindelser.
- Bekæmp betændelse.
- Reparer beskadigede celler.
- Immunresponset og dets regulering, kampen mod vira og infektioner, kontrollen med produktionen af T-elementer.
Processen med DNA-methylering er også vigtig. Lad os se nærmere på det.
Epigenetisk kontrol af udvikling
DNA-methylering fremmer overførslen af mønstre til næste generation af celler under mitose. Relativt for nylig blev det fundet, at processen med at forbinde grupper af atomer i terminalendifferentierede strukturer har et bestemt forhold til hukommelsesdannelse og synaptisk plasticitet. K. Miller og D. Sweet undersøgte DNA-methylering. Undersøgelsen af fænomenet førte dem til den konklusion, at aktiviteten af deoxyribonukleinsyremethylase stiger signifikant hos dyr under memorering af ny information. Dette bidrager til et fald i ekspressionen af gener, der undertrykker hukommelsesprocesser. Derudover peger forfatterne på et andet fænomen. Forskerne rapporterer, at aktivering af reelin-proteingenet, som fremmer ændringer i synaptiske forbindelser og er involveret i det patologiske forløb af skizofreni, påvirkes af hukommelsesdannelse. I dette tilfælde er den afgørende faktor demitalase-enzymer, der giver DNA-demethylering (frigivelse fra methylgrupper). De etablerede fakta giver os mulighed for at drage den vigtigste konklusion. DNA-methylering som en af de epigenetiske mekanismer, såvel som dets omvendte fænomen, spiller en væsentlig rolle i informationslagring og memorisering. Denne idé bekræftes af resultaterne af en undersøgelse foretaget af E. Costas gruppe. Det har vist sig, at demyleringen af glutamat-decarboxylase- og reelin-generne kan medieres i mus af små molekyler, der interfererer med installationen af DNA i kernen. Disse undersøgelser indikerer ikke kun muligheden for at ændre den fremherskende idé om dannelsen af hukommelse. De indikerer også, at DNA-methylering, som tidligere blev betragtet som permanent, er dynamisk. Desuden kan den bruges i terapi.
Funktioner
Ideen om, at hukommelse og DNA-methylering er forbundet, er ikke ny. Betingelsen for synaptisk transmission ved histonacetylering er allerede blevet etableret tidligere. De danner skelettet, som DNA'et snor sig omkring. Acetylering fører til et fald i affiniteten af histoner til nukleinsyrer. Som følge heraf åbnes der for adgang til DNA og andre proteiner, der blandt andet er forbundet med genaktivering. Faktisk er histonacetyltransferaseaktiviteten af CREBBP (et bindende protein), der fungerer som en central neuronal transkriptionsfaktor, blevet forbundet med virkningen af dette protein på hukommelsen. Derudover blev der fundet en stigning i langtidshukommelsen under brugen af histon-deacetylasehæmmere. Det førte til en acceleration af histonacetylering.
Hypoteser
Sweet og Miller stillede følgende spørgsmål vedrørende histonafhængig nedregulering af strukturudtryk. Hvis det kan spille en rolle i hukommelsesregulering, ville DNA-methylering så have en lignende effekt? Dette fænomen blev primært betragtet som et middel til at opretholde aktiviteten af strukturer under mitose og dannelsen af systemer. I den modne pattedyrs hjerne blev intensiteten af methylaser imidlertid observeret, på trods af at de fleste af dens celler ikke deler sig. På grund af det faktum, at det undersøgte fænomen bidrager til undertrykkelsen af genekspression, kunne forskerne ikke afvise muligheden for en forbindelse mellem methylaser og regulatoriske processer i neuroner.
Tjekker antagelser
Søde og hansKolleger, der studerede DNA-methylering og betydningen af dette fænomen i hukommelsesdannelse, behandlede sektioner af hippocampus med inhibitorer af deoxyribonukleinsyre-methyltransferaser. De fandt ud af, at dette forhindrer begyndelsen af langsigtet potensering - styrkelsen af synaptiske forbindelser som reaktion på neuronal aktivitet. Denne proces bestemmer driften af mekanismerne for indlæring og hukommelse. Forskerne fandt også ud af, at inhibitorer reducerede niveauet af methylering i reelin-DNA. Dette indikerede hans reversibilitet.
Eksperimenter
Sweet og Miller besluttede at tage deres forskning videre og begyndte at observere ændringer i methyleringsmønstre hos mus i en model, hvor dyr lærer at forbinde en specifik placering med ubehagelige stimuli, specifikt milde stød. Adfærden hos forsøgspersoner, der blev behandlet med inhibitorer, udtrykte mulige vanskeligheder med at lære. Når de placeres i et miljø, hvor de burde have været bange, frøs de væsentligt sjældnere end kontroldyr.
Konklusioner
Hvordan kan methylering påvirke hukommelsen hos mus? Forskere forklarede dette som følger. Der er en hel del steder i DNA, der kan blive påvirket af tilsætning af grupper af brint og kulstofatomer. I denne forbindelse besluttede forskerne at vende sig til følgende fænomen. De undersøgte først methyleringen af gener, hvis rolle i hukommelsesdannelsen allerede var blevet fastslået. Først blev området, hvor phosphataseproteinets hukommelsesprocesser undertrykkes, overvejet. Reduceret udtrykkan forårsage det modsatte. Efter en times kontekstuel frygtkonditionering steg methyleringsniveauerne faktisk mere end hundrede gange. Samtidig undergik mRNA-niveauer i CA1 hippocampus-regionen et lille, men statistisk signifikant fald. Denne effekt findes i dyrenes hjerne med en kombination af mindre chok på lemmerne og det nye i konteksten. Individuelt giver disse stimuli ingen effekt på methylering. Tilmelding til grupper udføres derfor udelukkende med ægte træning.
DNA-methylering og aldring
Aldersproblemer og onkologiske sygdomme er blandt de mest diskuterede emner. Gennem mange års forskning har videnskabsmænd foreslået en række teorier og modeller. Men intet enkelt koncept besvarer i øjeblikket alle spørgsmål fuldstændigt. I mellemtiden er den største interesse i søgen efter en løsning på problemet med aldring studiet af ændringer i genaktivitet. Især professor Anisimov udtrykte sin mening om dette spørgsmål. Han påpeger, at ekspression (ekspression) af gener blandt andet afhænger af methylering, som kan påvirke ældningshastigheden. Op til 5 % af cytosinresterne af deoxyribonukleinsyre undergik tilsætning af grupper af carbon- og hydrogenatomer med dannelsen af 5MC (5-methylcytosin). Denne base betragtes som den eneste konstant i højere organismers DNA. Sammenføjningen af grupper foregår i begge tråde symmetrisk. 5mC-resterne er altid dækket af guanin-rester. Samtidig strukturerneudføre forskellige funktioner. Det er dog vigtigt at bemærke, at methylering er involveret i reguleringen af genaktivitet. Ændringer i løbet af at deltage i grupper er forårsaget af fejl i transskriptionsniveauet.
Reasons
Aldersrelateret demethylering blev første gang beskrevet i 1973. Dette afslørede en forskel i graden af adskillelse af grupper i rotters væv. I hjernen var demethylering mere aktiv end i leveren. Efterfølgende blev der fundet et fald i 5mC med alderen i lungerne, samt i fibroblastdannelser i huden. Forskerne foreslog, at aldersrelateret demethylering disponerer celler for tumortransformation. Dette fænomen kan repræsenteres i enkle vendinger som følger. Et inaktivt gen er knyttet til en methylgruppe. Under påvirkning af kemiske reaktioner er den afbrudt. Følgelig aktiveres genet. En gruppe atomer fungerer som en sikring. Jo mindre deres antal, jo mere vil cellen blive differentieret, og følgelig ældre, jo flere af dem, jo yngre vil den være. Et klassisk eksempel, der er meget brugt i litteraturen, er udviklingen af visse laksearter. Fænomenet med deres usædvanlig hurtige død umiddelbart efter gydning blev afsløret. I går døde unge individer i den fødedygtige alder inden for kort tid. I biologiske termer er dette fænomen accelereret aldring, som er ledsaget af massiv demethylering af DNA.
Hvordan hjælper man kroppen?
Der er forskellige måder, hvorpåkan forbedre medfødt DNA-methylering. Blandt de mest populære er:
- Spise frisk grønt. Bladgrøntsager anbefales især. De fungerer som en kilde til folinsyre, som er afgørende for korrekt methylering.
- Indtager vitamin B12 og B6, riboflavin. Deres kilder er æg, fisk, mandler, valnødder, asparges osv.
- Få nok zink og magnesium. De sørger for vedligeholdelse af methylering.
- Probiotikaindtag. De bidrager til modtagelse og absorption af B-gruppe vitaminer og folinsyre.
Det er også vigtigt at minimere stressende situationer, opgive dårlige vaner (drikke, ryge). Man skal sørge for, at giftige stoffer ikke kommer ind i kroppen. Disse forbindelser tager methylgrupper, belaster leveren.
