Studija u časopisu Cell napravila je najdetaljniju epigenetsku mapu mozga miševa koristeći podatke iz preko 200.000 ćelija. Autori su otkrili opšti pad metilacije tokom starenja, aktivaciju imunih gena u mikrogliji i porast aktivnosti transpozona, što može narušiti ekspresiju drugih gena. Promene su pratile i preraspodelu trodimenzionalne strukture hromatina, sa povećanim brojem TAD-ova, što može predstavljati novi marker starenja.
Starenje briše epigenetske oznake u mozgu — mišji atlas otkriva kako gubimo kontrolu nad genima
A new mouse study links aging in the brain with a loss in controlling gene expression. . | Credit: nopparit/Getty Images
Novo istraživanje na miševima sugeriše da starenje delimično "briše" epigenetske oznake koje kontrolišu ekspresiju gena u mozgu, što može dovesti do kaskadnih promena sa negativnim posledicama po funkciju nervnog sistema.
Šta su epigenetske oznake?
Epigenetske oznake su male hemijske grupe pričvršćene za DNK ili proteine oko DNK koje određuju kada i koliko će se pojedini geni čitati. Jedna od najvažnijih je metilacija — dodavanje metilne grupe na DNK koje obično utiče na utišavanje gena.
Kako je rađeno istraživanje
Tim sa Salk instituta, predvođen Josephom Eckerom i Margaritom Behrens, analizirao je mozgove miševa u tri životne dobi (2, 9 i 18 meseci). Mozgovi su isečeni na 18 ultratankih preseka, a iz više od 200.000 izolovanih nukleusa mapirane su epigenetske oznake i organizacija hromatina — najdetaljnija atlas starenja mozga do sada.
Glavni nalazi
Istraživači su zabeležili opšti pad metilacije tokom starenja, što je dovelo do aktivacije gena povezanih sa imunitetom u mikrogliji (ćelijama imuno sistema mozga). Demetiliranje se posebno primećuje na lokacijama transpozona — takozvanih "skakajućih" gena — koji se mogu kopirati i pomerati u genomu, uzrokujući poremećaje u ekspresiji drugih gena.
Osim toga, promenjena ekspresija gena uticala je i na trodimenzionalnu organizaciju hromatina: zabeležen je porast broja topološki asociranih domena (TAD), malih petlji koje organizuju genom i utiču na interakcije između gena i regulatornih elemenata. Autori predlažu da povećan broj TAD-ova može predstavljati novi epigenetski potpis starenja.
"Pokazuje da starenje nije samo habanje i kidanje; to je gubitak kontrole nad načinom na koji se geni regulišu," rekao je David Sinclair, genetičar sa Harvarda, koji nije bio uključen u studiju.
Zašto je ovo važno?
Aktivacija skakajućih gena i imunih odgovora može dovesti do gubitka nervnih ćelija i narušavanja neuralne arhitekture, što objašnjava delove procesa koji stoje iza pada kognitivnih funkcija sa godinama. Istraživači navode mogućnost da "super-agers" — ljudi koji zadržavaju odličnu memoriju u starosti — imaju manje aktivirane transpozone, pa im neuroni duže opstaju.
Dalji koraci
Ovo istraživanje predstavlja važan korak ka epigenetskom mapiranju ljudskog mozga i otvara puteve za identifikaciju mehanizama starenja koje bi u budućnosti moglo biti moguće usporiti ili delimično preokrenuti.
Izvor: Studija objavljena 11. marta u časopisu Cell; analiza i saopštenja tima iz Salk instituta.
Pomozite nam da budemo bolji.
