科学研究发现遗传学与神经细胞死亡的关联
2024-03-01 04:48:05
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导读 从干细胞和祖细胞产生神经元是一个复杂的,受到严格控制的过程,称为神经发生。LMU生理基因组学主席,Helmholtz ZentrumMünchen的干
从干细胞和祖细胞产生神经元是一个复杂的,受到严格控制的过程,称为神经发生。LMU生理基因组学主席,Helmholtz ZentrumMünchen的干细胞研究所所长MagdalenaGötz教授领导的研究人员与LMU生物医学中心Gunnar Schotta教授合作证明了表观遗传机制是在神经发生的早期发挥作用,对随后的神经元命运有重要影响。这些新发现发表在发育生物学领域的领先期刊《基因与发展》上。
为了阐明早期表观遗传修饰对小鼠胚胎发生过程中神经细胞发育的重要性,Götz和她的同事们专门灭活了基因Uhrf1。已知该基因可控制许多表观遗传功能,包括DNA甲基化,并且在神经发生的早期就具有活性。DNA中特定核苷酸碱基的甲基化经常用来关闭基因。
在前脑区域中有条件地敲除Uhrf1,导致基因组中的内源性逆转录病毒元件(ERV)激活,否则它们会被甲基化沉默。进一步的研究表明,Tet酶家族的成员主要介导ERV的去甲基化,因此在没有Uhrf1的情况下似乎被功能激活。此外,这些ERVs不仅在胚胎发生的后期阶段仍然活跃,而且在出生后阶段仍然活跃,这表明它们的激活是不可逆的。ERV的异常和持续激活导致逆转录病毒蛋白在受影响的细胞中积累,并破坏了基因和途径。这继而导致重要细胞过程的逐步破坏,并最终引发大量细胞死亡。
Götz说:“我们的研究结果表明,只有在早期神经发生中才被瞬时激活的某些关键因素(例如Uhrf1基因)可能会对细胞命运产生至关重要的影响,而这种影响只能在几周后才能显现出来。”“我们的模型系统为我们提供了关于这些机制的迷人见解,这在神经退行性疾病的背景下也引起了极大的兴趣。”
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