Metylointi on yhden hiili- ja kolmen vetyatomin lisäämistä toiseen molekyyliin. Tätä ilmiötä pidetään viimeisenä sanana terveydenhuollon alalla. Se on mukana lähes kaikissa kehon toiminnoissa.
Toiminnot
Metyyliryhmät (hiili- ja vetyatomit) osallistuvat:
- Kehon reaktio stressaaviin tilanteisiin.
- Glutationin tuotanto ja käsittely. Se toimii keskeisenä antioksidanttina kehossa.
- Hormonien, raskasmetallien ja kemiallisten yhdisteiden vieroitus.
- Hallitse tulehdusta.
- Korjaa vaurioituneet solut.
- Immuunivaste ja sen säätely, virusten ja infektioiden torjunta, T-elementtien tuotannon hallinta.
DNA:n metylaatioprosessi on myös tärkeä. Katsotaanpa sitä tarkemmin.
Kehityksen epigeneettinen ohjaus
DNA:n metylaatio edistää kuvioiden siirtymistä seuraavan sukupolven soluihin mitoosin aikana. Suhteellisen äskettäin havaittiin, että atomiryhmien yhdistämisprosessi terminaalissaerilaistuneilla rakenteilla on selvä suhde muistin muodostukseen ja synaptiseen plastisuuteen. K. Miller ja D. Sweet tutkivat DNA:n metylaatiota. Ilmiön tutkiminen johti siihen johtopäätökseen, että deoksiribonukleiinihappometylaasin aktiivisuus lisääntyy merkittävästi eläimillä uuden tiedon muistamisen aikana. Tämä auttaa vähentämään muistiprosesseja tukahduttavien geenien ilmentymistä. Lisäksi kirjoittajat viittaavat toiseen ilmiöön. Tutkijat raportoivat, että muistin muodostuminen vaikuttaa synaptisten yhteyksien muutoksia edistävän ja skitsofrenian patologiseen etenemiseen osallistuvan reeliiniproteiinigeenin aktivoitumiseen. Tässä tapauksessa määräävä tekijä on demitalaasientsyymit, jotka saavat aikaan DNA:n demetylaation (vapautumisen metyyliryhmistä). Todettujen tosiasioiden avulla voimme tehdä tärkeimmän johtopäätöksen. DNA-metylaatiolla yhtenä epigeneettisistä mekanismeista sekä sen käänteisellä ilmiöllä on olennainen rooli tiedon tallentamisessa ja muistamisessa. Tämän ajatuksen vahvistavat E. Costan ryhmän tutkimuksen tulokset. On havaittu, että glutamaattidekarboksylaasi- ja reeliinigeenien demylaatiota voivat välittää hiirissä pienet molekyylit, jotka häiritsevät DNA:n asentamista tumaan. Nämä tutkimukset eivät viittaa vain mahdollisuuteen muuttaa vallitsevaa ajatusta muistin muodostumisesta. Ne osoittavat myös, että DNA:n metylaatio, jota aiemmin pidettiin pysyvänä, on dynaamista. Lisäksi sitä voidaan käyttää terapiassa.
Ominaisuudet
Ajatus, että muisti ja DNA:n metylaatio liittyvät toisiinsa, ei ole uusi. Histoniasetylaatiolla tapahtuvan synaptisen transmission ehdollisuus on vahvistettu jo aiemmin. Ne muodostavat luurangon, jonka ympäri DNA kiertää. Asetylaatio johtaa histonien affiniteetin vähenemiseen nukleiinihappoihin. Tämän seurauksena pääsy DNA:han ja muihin proteiineihin, jotka liittyvät muun muassa geeniaktivaatioon, avautuu. Itse asiassa CREBBP:n (sitoutuva proteiini) histoniasetyylitransferaasiaktiivisuus, joka toimii keskeisenä neuronaalisena transkriptiotekijänä, on yhdistetty tämän proteiinin vaikutukseen muistiin. Lisäksi pitkäaikainen muisti lisääntyi histonideasetylaasi-inhibiittoreiden käytön aikana. Se johti histonin asetylaation kiihtymiseen.
Hypoteesit
Sweet ja Miller esittivät seuraavan kysymyksen koskien histonista riippuvaa rakenteen ilmentymisen alasäätelyä. Jos sillä voi olla rooli muistin säätelyssä, olisiko DNA:n metylaatiolla samanlainen vaikutus? Tätä ilmiötä pidettiin ensisijaisesti keinona ylläpitää rakenteiden aktiivisuutta mitoosin ja järjestelmien muodostumisen aikana. Kypsissä nisäkkään aivoissa havaittiin kuitenkin metylaasien intensiteettiä huolimatta siitä, että suurin osa sen soluista on jakautumattomia. Koska tarkasteltava ilmiö vaikuttaa os altaan geenien ilmentymisen tukahduttamiseen, tutkijat eivät voineet hylätä mahdollisuutta, että metylaasien ja hermosolujen säätelyprosessien välillä on yhteys.
Oletusten tarkistaminen
Sweet ja hänenKollegat, jotka tutkivat DNA:n metylaatiota ja tämän ilmiön merkitystä muistinmuodostuksessa, käsittelivät hippokampuksen osia deoksiribonukleiinihappometyylitransferaasien estäjillä. He havaitsivat, että tämä estää pitkäaikaisen tehostumisen alkamisen - synaptisten yhteyksien vahvistumisen vasteena hermosolujen aktiivisuuteen. Tämä prosessi määrittää oppimis- ja muistimekanismien toiminnan. Tutkijat havaitsivat myös, että inhibiittorit vähensivät reeliinin DNA:n metylaatiotasoa. Tämä osoitti hänen palautuvuutensa.
Kokeilut
Päättäessään viedä tutkimustaan pidemmälle Sweet ja Miller alkoivat tarkkailla hiirten metylaatiomallien muutoksia mallissa, jossa eläimet oppivat yhdistämään tietyn sijainnin epämiellyttäviin ärsykkeisiin, erityisesti lieviin sokkiin. Inhibiittoreilla hoidettujen koehenkilöiden käyttäytyminen ilmaisi mahdollisia oppimisvaikeuksia. Kun ne asetettiin ympäristöön, jossa niiden olisi pitänyt pelätä, ne jäätyivät huomattavasti harvemmin kuin vertailueläimet.
Johtopäätökset
Miten metylaatio voi vaikuttaa hiirten muistiin? Tiedemiehet selittivät tämän seuraavasti. DNA:ssa on melko paljon kohtia, joihin vety- ja hiiliatomiryhmien lisääminen voi vaikuttaa. Tässä suhteessa tutkijat päättivät kääntyä seuraavan ilmiön puoleen. He tutkivat ensin niiden geenien metylaatiota, joiden rooli muistin muodostuksessa oli jo selvitetty. Ensin tarkasteltiin aluetta, jolla fosfataasiproteiinin muistiprosessit vaimenivat. Vähentynyt ilmevoi aiheuttaa päinvastaista. Todellakin, tunnin kontekstuaalisen pelon ehdollistamisen jälkeen metylaatiotasot nousivat yli satakertaisesti. Samaan aikaan mRNA-tasot CA1-hippokampuksen alueella kokivat pienen mutta tilastollisesti merkitsevän laskun. Tämä vaikutus löytyy eläinten aivoista, joissa yhdistyy pieni shokki raajoihin ja kontekstin uutuus. Yksittäin nämä ärsykkeet eivät vaikuta metylaatioon. Näin ollen ryhmiin liittyminen tapahtuu yksinomaan todellisella harjoittelulla.
DNA:n metylaatio ja ikääntyminen
Ikäongelmat ja onkologiset sairaudet ovat keskustelunaiheita. Monien vuosien tutkimuksen aikana tiedemiehet ovat ehdottaneet erilaisia teorioita ja malleja. Mikään yksittäinen käsite ei kuitenkaan tällä hetkellä vastaa täysin kaikkiin kysymyksiin. Samaan aikaan suurin kiinnostus ikääntymisongelmaan ratkaisun etsimisessä on geenitoiminnan muutosten tutkiminen. Erityisesti professori Anisimov ilmaisi mielipiteensä tästä asiasta. Hän huomauttaa, että geenien ilmentyminen (ilmentyminen) riippuu muun muassa metylaatiosta, joka voi vaikuttaa ikääntymisvauhtiin. Jopa 5 % deoksiribonukleiinihapon sytosiinitähteistä käy läpi hiili- ja vetyatomiryhmien lisäyksen, jolloin muodostui 5MC (5-metyylisytosiini). Tätä emästä pidetään ainoana vakiona korkeampien organismien DNA:ssa. Ryhmien yhdistäminen tapahtuu molemmissa säikeissä symmetrisesti. 5 mC:n jäännökset peittyvät aina guaniinijäännöksillä. Samaan aikaan rakenteetsuorittaa erilaisia toimintoja. On kuitenkin tärkeää huomata, että metylaatio on osallisena geeniaktiivisuuden säätelyssä. Muutokset ryhmiin liittymisen kulussa johtuvat virheistä transkriptiotasossa.
Syyt
Ikäsidonnainen demetylaatio kuvattiin ensimmäisen kerran vuonna 1973. Tämä paljasti eron ryhmien erotusasteessa rottien kudoksissa. Aivoissa demetylaatio oli aktiivisempaa kuin maksassa. Myöhemmin 5mC:n lasku havaittiin iän myötä keuhkoissa sekä ihon fibroblastimuodostelmissa. Tutkijat ehdottivat, että ikään liittyvä demetylaatio altistaa solut kasvaimen transformaatiolle. Tämä ilmiö voidaan esittää yksinkertaisella tavalla seuraavasti. Inaktiivinen geeni on kiinnittynyt metyyliryhmään. Kemiallisten reaktioiden vaikutuksesta se katkeaa. Näin ollen geeni aktivoituu. Atomien ryhmä toimii sulakkeena. Mitä pienempi niiden lukumäärä, sitä enemmän solu erilaistuu ja vastaavasti vanhempi, mitä enemmän niitä on, sitä nuorempi se on. Klassinen kirjallisuudessa laaj alti käytetty esimerkki on tiettyjen lohilajien kehitys. Ilmiö heidän poikkeuksellisen nopeasta kuolemastaan välittömästi kutemisen jälkeen paljastettiin. Eilen lisääntymisiässä olevat nuoret yksilöt kuolevat lyhyessä ajassa. Biologisesti tämä ilmiö on kiihtynyt ikääntyminen, johon liittyy massiivinen DNA:n demetylaatio.
Miten auttaa kehoa?
On olemassa useita tapoja, joillavoi parantaa synnynnäistä DNA:n metylaatiota. Suosituimpia ovat:
- Syö tuoreita vihanneksia. Erityisesti lehtivihanneksia suositellaan. Ne toimivat foolihapon lähteenä, joka on välttämätöntä oikealle metylaatiolle.
- B12- ja B6-vitamiinien, riboflaviinin nauttiminen. Niiden lähteitä ovat munat, kalat, mantelit, saksanpähkinät, parsat jne.
- Saa tarpeeksi sinkkiä ja magnesiumia. Ne ylläpitävät metylaatiota.
- Probioottien saanti. Ne edistävät B-ryhmän vitamiinien ja foolihapon saamista ja imeytymistä.
On myös tärkeää minimoida stressaavia tilanteita, luopua huonoista tavoista (juominen, tupakointi). On huolehdittava siitä, etteivät myrkylliset aineet pääse kehoon. Nämä yhdisteet ottavat metyyliryhmiä ja kuormittavat maksaa.
