Теперь команда исследователей из Johns Hopkins обнаружила, что метилирование не-CpG происходит в нейронах позже и более динамично, чем считалось ранее, и что оно действует как система регуляции генов, которая может быть независимой от традиционного метилирования CpG.В исследовании, описанном в выпуске журнала Nature Neuroscience от 28 января, команда Хопкинса описывает этот новый механизм контроля генов и то, как он может способствовать синдрому Ретта, расстройству нервной системы, поражающему в основном девочек, которое вызывает проблемы с движением и общением.Команда, возглавляемая Хунцзюном Сонгом, доктором философии, профессором неврологии и директором программы стволовых клеток Института клеточной инженерии Университета Джонса Хопкинса, обнаружила, что в нейронах преобладает метилирование не-CpG, и это открытие их удивило, поскольку это было не так. t обнаружен в любых других клетках, кроме стволовых.Изучая, какие гены транскрибируются в нейронах, он и его коллеги обнаружили, что, подобно метилированию, которое ученые наблюдали в стволовых клетках, не-CpG-метилирование останавливает экспрессию генов.
Они также нанесли на карту геном, чтобы найти, где происходит метилирование не-CpG, и обнаружили, что он занимает свою собственную нишу и распределяется в регионах без метилирования CpG. «Это был первый намек на то, что, возможно, он может функционировать независимо от метилирования CpG», — говорит Сонг.Новый вид метилирования также, кажется, действует по другим правилам. Ученые долгое время считали метилирование окончательным. Рассказывают, что как только цитозин застревает в метиле, этот ген отключается навсегда. «Это стало догмой», — говорит Сонг. «Как только клетки приобретают правильный тип, они не меняют своей идентичности или метилирования ДНК».
Но метилирование не-CpG, по-видимому, происходит позже, когда нейрон становится зрелым, и даже после того, как общепринято считать, что это необратимо. Исследователи узнали об этом в ходе эксперимента, в ходе которого они отключили у взрослых мышей ферменты, которые прикрепляют метильные группы к ДНК.
Они обнаружили, что нейроны все еще имели такое же метилирование CpG, но метилирование не-CpG снизилось. Это говорит о том, что метилирование не-CpG является активным процессом, говорит Сонг, при этом метильные группы постоянно снимаются и снова вставляются, что добавляет доказательств того, что метилирование не-CpG может играть большую роль в управлении операциями в зрелых клетках.Исследователи также обнаружили, что метилирование не-CpG похоже на метилирование CpG в одном важном отношении: оно читается MeCP2, ферментом, который долгое время считался игроком в метилировании.Это важно, потому что мутация в MeCP2 вызывает синдром Ретта, и понимание метилирования ДНК является ключом к пониманию этого синдрома.
По словам Сонга, расстройство возникает, когда рабочие копии гена MeCP2 заглушаются во время развития.Среди других авторов статьи — Джунцзе Го, Ицзин Су, Джу Хон Шин, Джэхун Шин, Бин Се, Чун Чжун, Шаохуэй Ху, Хэн Чжу, Юань Гао и Го-ли Мин, все из Университета Джонса Хопкинса; Хунда Ли и Цян Чанг.
Университета Висконсин-Мэдисон; и Тук Ле и Гопин Фан из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.Это исследование было поддержано Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта (NS047344, NS048271 и NS072924), Национальным институтом наук об окружающей среде (ES021957), Национальным институтом психического здоровья (MH087874), Национальным институтом детского здоровья и развития человека ( HD06918, HD064743 и HD066560), Инициативу по исследованию аутизма Фонда Саймонса, NARSAD, Мэрилендский фонд исследования стволовых клеток (MSCRF) и Фонд медицинских исследований доктора Мириам и Шелдона Дж.
Адельсонов.