生物科学门户网站
BIO1000.COM

研究人员描述了神经元中每日经历留下的表观遗传指纹

这些变化中的一些是持久的并且甚至可以在神经元激活后几天检测到,作为过去神经元激活的基因组记忆的形式。

这项研究在啮齿动物中进行并发表在Nature Neuroscience上,展示了有助于成年大脑可塑性的新分子机制。由神经元激活引起的变化更复杂,并且比以前认为的更多水平起作用。

这些研究结果由来自阿利坎特UMH-CSIC的Instituto de Neurosciencias研究人员领导的国际团队在亚特兰大埃默里大学的研究人员的参与下进行,首次描述了海马遗传物质组织的变化。激活后成年小鼠的兴奋性神经元。

“我们想知道神经元的激活如何改变其未来的反应;这些变化构成了记忆形成所必需的细胞记忆形式,”UMH-CSIC神经科学研究所研究员ÁngelBarco博士解释道。领导了这项研究。“为了实现这一目标,我们已经在神经基因组学中使用了几种技术,这些技术首次应用于完整的小鼠大脑,”巴可博士说。

研究人员想要具体了解当动物暴露于新环境时激活的神经元中会发生什么。“这种反应对于记忆形成非常重要,但实验上很难解决。响应这种经历的神经元组是通过大脑弥漫分布的非常小的一组,因此很难将它们隔离并看到巴可博士补充道,“内部会发生什么”。

为了简化,研究人员迈出了捷径。它们引起了小鼠神经元的大量激活,如癫痫过程,并观察了染色质中发生的变化。

染色质是一种高度紧凑的结构,由于称为组蛋白的特殊蛋白质的作用,其中几乎两米的遗传物质(DNA)储存在细胞核中。为了了解染色质压实程度,在针头上装有大约十万个细胞核。

“癫痫模型的优势在于我们有很多起始材料来进行分析。很容易拥有1000万个细胞。如果我们想要进入最复杂的记忆模型,只需要很少的起始材料的可扩展技术将起作用,因为在这种情况下,神经元的网络由大约2,000个细胞组成。巴可。

“通过我们在癫痫模拟中学到的知识,我们能够在更加生理的情况下确认这些变化,例如在探索新地方时发生在小鼠大脑中的神经元群的激活,”他补充道。

研究人员发现,在这两种情况下都会发生转录“爆发”。也就是说,非常强烈地激活特定基因以产生蛋白质。转录是基因表达的第一步。它导致蛋白质的形成,蛋白质是指导几乎所有重要过程的分子。

反过来,遗传物质的转录取决于染色质中发生的变化。染色质的压实程度和染色质的不同区域之间的相互作用决定性地调节转录并因此调节基因表达。

这项发表在Nature Neuroscience上的研究表明,这种激活与可及性的增加和染色质不同区域之间新的相互作用的出现有关,这是允许基因激活所必需的。“在我们的研究中观察到的基因组拓扑的动态和大规模调整可能有助于在正常和病理条件下与神经元激活相关的快速和协调的转录反应,”该研究的第一作者JordiFernández-Albert解释说。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。