Метилирането е добавянето на един въглероден и три водородни атома към друга молекула. Това явление се счита за последната дума в областта на здравеопазването. Придружава почти всички функции на тялото.
Функции
Метиловите групи (въглеродни и водородни атоми) участват в:
- Отговор на тялото към стресови ситуации.
- Производство и преработка на глутатион. Той действа като ключов антиоксидант в тялото.
- Детоксикация на хормони, тежки метали и химични съединения.
- Контролирайте възпалението.
- Поправете повредени клетки.
- Имунният отговор и неговото регулиране, борбата с вирусите и инфекциите, контрола върху производството на Т-елементи.
Процесът на ДНК метилиране също е важен. Нека го разгледаме по-отблизо.
Епигенетичен контрол на развитието
ДНК метилирането насърчава предаването на модели към следващото поколение клетки по време на митоза. Сравнително наскоро беше установено, че процесът на присъединяване на групи от атоми в терминаладиференцираните структури има определена връзка с формирането на паметта и синаптичната пластичност. K. Miller и D. Sweet изследват ДНК метилирането. Изследването на феномена ги доведе до заключението, че активността на метилазата на дезоксирибонуклеинова киселина значително се увеличава при животните по време на запаметяването на нова информация. Това допринася за намаляване на експресията на гени, които потискат процесите на паметта. Освен това авторите посочват и друг феномен. Изследователите съобщават, че активирането на гена на протеина reelin, който насърчава промени в синаптичните връзки и участва в патологичния ход на шизофренията, се влияе от образуването на памет. В този случай определящият фактор са демиталаза-ензими, които осигуряват деметилиране на ДНК (освобождаване от метилови групи). Установените факти ни позволяват да направим най-важното заключение. ДНК метилирането като един от епигенетичните механизми, както и неговият обратен феномен, играят съществена роля в съхраняването и запаметяването на информация. Тази идея се потвърждава от резултатите от изследване на групата на Е. Коста. Установено е, че демилирането на гените на глутамат декарбоксилаза и рилин може да бъде медиирано при мишки от малки молекули, които пречат на инсталирането на ДНК в ядрото. Тези проучвания показват не само възможността за промяна на преобладаващата идея за формирането на паметта. Те също така показват, че метилирането на ДНК, считано преди за постоянно, е динамично. Освен това може да се използва при терапия.
Функции
Идеята, че паметта и ДНК метилирането са свързани не е нова. Условността на синаптичното предаване чрез ацетилиране на хистон вече е установена по-рано. Те образуват скелета, около който се навива ДНК. Ацетилирането води до намаляване на афинитета на хистоните към нуклеиновите киселини. В резултат на това се отваря достъпът до ДНК и други протеини, свързани, наред с други неща, с генното активиране. Всъщност хистон ацетилтрансферазната активност на CREBBP (свързващ протеин), който действа като ключов невронален транскрипционен фактор, се свързва с ефекта на този протеин върху паметта. Освен това е установено повишаване на дългосрочната памет по време на употребата на инхибитори на хистон деацетилаза. Това доведе до ускоряване на ацетилирането на хистони.
Хипотези
Sweet и Miller зададоха следния въпрос относно хистон-зависимата регулация на експресията на структурата. Ако може да играе роля в регулирането на паметта, би ли имало подобен ефект метилирането на ДНК? Това явление се разглежда преди всичко като средство за поддържане на активността на структурите по време на митоза и образуване на системи. Въпреки това, в мозъка на зрели бозайници се наблюдава интензитет на метилазите, въпреки факта, че повечето от неговите клетки не се делят. Поради факта, че разглежданият феномен допринася за потискането на генната експресия, учените не биха могли да отхвърлят възможността за връзка между метилазите и регулаторните процеси в невроните.
Проверка на предположения
Sweet and hisКолеги, изучаващи ДНК метилирането и значението на това явление за формирането на паметта, третираха участъци от хипокампуса с инхибитори на метилтрансферазите на дезоксирибонуклеинова киселина. Те открили, че това предотвратява появата на дългосрочно потенциране - укрепването на синаптичните връзки в отговор на невронната активност. Този процес определя работата на механизмите на ученето и паметта. Учените също така откриха, че инхибиторите намаляват нивото на метилиране в ДНК на рилин. Това показва неговата обратимост.
Експерименти
Решавайки да продължат своето изследване, Sweet и Miller започнаха да наблюдават промени в моделите на метилиране при мишки в модел, при който животните се научават да свързват специфично място с неприятни стимули, по-специално леки сътресения. Поведението на субектите, лекувани с инхибитори, изразява възможните трудности при ученето. Когато са поставени в среда, в която е трябвало да се страхуват, те замръзват значително по-рядко от контролните животни.
Заключения
Как може метилирането да повлияе на паметта на мишките? Учените обясниха това по следния начин. Има доста места в ДНК, които могат да бъдат повлияни от добавянето на групи от водородни и въглеродни атоми. В тази връзка изследователите решиха да се обърнат към следното явление. Те първо изследват метилирането на гени, чиято роля във формирането на паметта вече е установена. Първо беше разгледана зоната, където процесите на паметта на протеина фосфатаза са потиснати. Намалено изражениеможе да причини обратното. Всъщност, след час на контекстуално обуславяне на страха, нивата на метилиране се повишиха повече от стократно. В същото време нивата на иРНК в CA1 хипокампалната област претърпяват леко, но статистически значимо намаление. Този ефект се открива в мозъка на животните с комбинация от лек удар върху крайниците и новостта на контекста. Поотделно тези стимули не оказват ефект върху метилирането. Съответно присъединяването към групи се извършва изключително с реално обучение.
ДНК метилиране и стареене
Проблемите с възрастта и онкологичните заболявания са сред най-обсъжданите теми. В продължение на много години на изследвания учените са предложили различни теории и модели. В момента обаче нито една концепция не отговаря напълно на всички въпроси. Междувременно най-голям интерес към търсенето на решение на проблема със стареенето е изследването на промените в генната активност. По-специално, професор Анисимов изрази мнението си по този въпрос. Той посочва, че експресията (експресията) на гените зависи, наред с други неща, от метилирането, което може да повлияе на скоростта на стареене. До 5% от цитозиновите остатъци на дезоксирибонуклеинова киселина претърпяват добавяне на групи от въглеродни и водородни атоми с образуването на 5MC (5-метилцитозин). Тази база се счита за единствената константа в ДНК на висшите организми. Съединяването на групи става и в двете нишки симетрично. Остатъците от 5 mC винаги са покрити с гуанинови остатъци. В същото време структуритеизпълняват различни функции. Важно е обаче да се отбележи, че метилирането участва в регулирането на генната активност. Промените в хода на присъединяването към групи са причинени от неуспехи в нивото на транскрипция.
Причини
Свързаното с възрастта деметилиране е описано за първи път през 1973 г. Това разкрива разлика в степента на разделяне на групите в тъканите на плъхове. В мозъка деметилирането е по-активно, отколкото в черния дроб. Впоследствие е установено намаляване на 5mC с възрастта в белите дробове, както и във фибробластните образувания на кожата. Изследователите предполагат, че свързаното с възрастта деметилиране предразполага клетките към туморна трансформация. Това явление може да бъде представено с прости думи, както следва. Неактивен ген е прикрепен към метилова група. Под въздействието на химични реакции той се изключва. Съответно, генът се активира. Група от атоми действа като предпазител. Колкото по-малък е техният брой, толкова повече клетката ще бъде диференцирана и съответно по-стара, колкото повече от тях, толкова по-млада ще бъде. Класически пример, широко използван в литературата, е развитието на определени видове сьомга. Разкри се феноменът на изключително бързата им смърт веднага след хвърлянето на хайвера. Вчера млади индивиди в репродуктивна възраст умират за кратко време. В биологичен план това явление е ускорено стареене, което е придружено от масивно деметилиране на ДНК.
Как да помогнем на тялото?
Има различни начини, по коитоможе да подобри вроденото ДНК метилиране. Сред най-популярните са:
- Яжте пресни зеленчуци. Особено се препоръчват листните зеленчуци. Те действат като източник на фолиева киселина, която е от съществено значение за правилното метилиране.
- Прием на витамини В12 и В6, рибофлавин. Техните източници са яйца, риба, бадеми, орехи, аспержи и др.
- Вземете достатъчно цинк и магнезий. Те осигуряват поддържане на метилиране.
- Прием на пробиотик. Те допринасят за получаването и усвояването на витамини от група В и фолиева киселина.
Важно е също така да минимизирате стресовите ситуации, да се откажете от лошите навици (пиене, пушене). Трябва да се внимава да не попаднат токсични вещества в тялото. Тези съединения поемат метилови групи, натоварват черния дроб.
