Эпигенетические процессы, которые определяют, какие гены могут быть экспрессированы в разных типах клеток, занимают центральное место в биологии и медицине. По крайней мере, по одной ключевой эпигенетической метке мозг мышей и людей почти на 90 процентов похож, что открывает дверь для изучения мышей в качестве моделей неврологических заболеваний человека, заявила группа исследователей из Медицинского колледжа Бейлора и Университета штата Калифорния.S. Центр исследований детского питания Министерства сельского хозяйства / Службы сельскохозяйственных исследований в Бейлоре.
"Это очень важно," сказал доктор. Роберт Уотерленд, доцент кафедры педиатрии и молекулярной генетики и генетики человека в Baylor. "Считается, что многие неврологические заболевания человека – эпилепсия, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона – имеют эпигенетический компонент. Но когда вы изучаете причинно-следственную связь заболевания с эпигенетической точки зрения, вам необходимо изучить правильный тип клеток в правильной ткани. Это сложно сделать при исследованиях человеческого мозга, поэтому очень важно определить модель животного, эпигенетически похожую на человеческую."
Отчет об их работе опубликован в журнале Human Molecular Genetics. "Понимание эпигенетических различий между двумя основными типами клеток в головном мозге – нейронами и глией – имеет решающее значение для понимания правильного функционирования мозга и того, что происходит, когда он идет не так," он сказал.
В каждой клетке нашего тела ДНК помечена метильными (CH3) группами, образуя дополнительную информационную систему, аналогичную набору диммерных переключателей, поверх последовательности ДНК. Из различных комбинаций оснований в геноме (A, C, T и G) метилирование обычно происходит в цитозинах, за которыми следует гуанин (так называемые сайты «CG»). Предыдущая статья в журнале Science (Lister, R., Мукамель, Э.А., Нери, Дж.р., Урих, М., Puddifoot, C.А., Джонсон, N.D., Лусеро, Дж., Хуанг, Y., Дворк, А.J., Шульц, М.D. и другие. (2013) Глобальная эпигеномная реконфигурация во время развития мозга млекопитающих. Science, 341, 1237905), минимизировали важность различий в метилировании CG между нейронами и глией, утверждая, что они ограничены локализованными областями генома. Уотерленд и его коллеги повторно проанализировали данные из этой статьи и пришли к совершенно другим выводам.
"Мы обнаружили широко распространенные межклеточные различия в метилировании CG, с общегеномной тенденцией к гиперметилированию CG нейронов, перемежающейся областями гиперметилирования, специфичного для глии," авторы написали в своем отчете. "Что наиболее интересно, наш повторный анализ показал, что различия в метилировании CG, которые различают нейроны и глию, очень похожи между мозгом мыши и человека, чего предыдущие авторы не заметили," сказал доктор. Кристиан Коарфа, доцент кафедры молекулярной и клеточной биологии в Baylor и один из руководителей исследования.
"С моей точки зрения, реальное действие происходит на сайтах компьютерной графики," сказал Уотерленд. "Они играют решающую роль в эпигенетической регуляции в мозге, и, похоже, это работает одинаково у мышей и людей."