Methylering is de toevoeging van één koolstofatoom en drie waterstofatomen aan een ander molecuul. Dit fenomeen wordt beschouwd als het laatste woord op het gebied van gezondheidszorg. Het begeleidt bijna alle lichaamsfuncties.
Functies
Methylgroepen (koolstof- en waterstofatomen) nemen deel aan:
- De reactie van het lichaam op stressvolle situaties.
- Productie en verwerking van glutathion. Het werkt als een belangrijke antioxidant in het lichaam.
- Ontgifting van hormonen, zware metalen en chemische verbindingen.
- Ontsteking onder controle.
- Repareer beschadigde cellen.
- De immuunrespons en de regulatie ervan, de strijd tegen virussen en infecties, de controle van de productie van T-elementen.
Het proces van DNA-methylatie is ook belangrijk. Laten we het eens nader bekijken.
Epigenetische controle van ontwikkeling
DNA-methylatie bevordert de overdracht van patronen naar de volgende generatie cellen tijdens mitose. Relatief recentelijk werd ontdekt dat het proces van het samenvoegen van groepen atomen in de terminalgedifferentieerde structuren heeft een duidelijke relatie met geheugenvorming en synaptische plasticiteit. K. Miller en D. Sweet onderzochten DNA-methylatie. De studie van het fenomeen bracht hen tot de conclusie dat de activiteit van desoxyribonucleïnezuurmethylase significant toeneemt bij dieren tijdens het onthouden van nieuwe informatie. Dit draagt bij aan een afname van de expressie van genen die geheugenprocessen onderdrukken. Daarnaast wijzen de auteurs op een ander fenomeen. De onderzoekers melden dat activering van het reelin-eiwitgen, dat veranderingen in synaptische verbindingen bevordert en betrokken is bij het pathologische beloop van schizofrenie, wordt beïnvloed door geheugenvorming. In dit geval is de bepalende factor demitalase-enzymen die zorgen voor DNA-demethylering (afgifte uit methylgroepen). De vastgestelde feiten stellen ons in staat om de belangrijkste conclusie te trekken. DNA-methylatie als een van de epigenetische mechanismen, evenals het omgekeerde fenomeen, spelen een essentiële rol bij het opslaan en onthouden van informatie. Dit idee wordt bevestigd door de resultaten van een onderzoek door de groep van E. Costa. Er is gevonden dat de demylering van de glutamaatdecarboxylase- en reelin-genen bij muizen kan worden gemedieerd door kleine moleculen die interfereren met de installatie van DNA in de kern. Deze onderzoeken geven niet alleen de mogelijkheid aan om het heersende idee van de vorming van geheugen te veranderen. Ze geven ook aan dat DNA-methylatie, voorheen als permanent beschouwd, dynamisch is. Bovendien kan het in therapie worden gebruikt.
Kenmerken
Het idee dat geheugen en DNA-methylatie met elkaar verbonden zijn, is niet nieuw. De conditionaliteit van synaptische transmissie door histonacetylering is al eerder vastgesteld. Ze vormen het skelet waar het DNA omheen kronkelt. Acetylering leidt tot een afname van de affiniteit van histonen voor nucleïnezuren. Hierdoor wordt de toegang geopend tot DNA en andere eiwitten die onder andere geassocieerd zijn met genactivatie. In feite is de histonacetyltransferase-activiteit van CREBBP (een bindend eiwit), dat fungeert als een belangrijke neuronale transcriptiefactor, in verband gebracht met het effect van dit eiwit op het geheugen. Daarnaast werd een toename van het langetermijngeheugen gevonden tijdens het gebruik van histondeacetylaseremmers. Het leidde tot een versnelling van de histonacetylering.
Hypothesen
Sweet en Miller stelden de volgende vraag met betrekking tot histonafhankelijke neerwaartse regulatie van structuurexpressie. Als het een rol kan spelen bij geheugenregulatie, zou DNA-methylatie dan een soortgelijk effect hebben? Dit fenomeen werd in de eerste plaats beschouwd als een middel om de activiteit van structuren tijdens mitose en de vorming van systemen te handhaven. In de volwassen hersenen van zoogdieren werd echter de intensiteit van methylasen waargenomen, ondanks het feit dat de meeste van zijn cellen niet-delend zijn. Vanwege het feit dat het beschouwde fenomeen bijdraagt aan de onderdrukking van genexpressie, konden wetenschappers de mogelijkheid van een verband tussen methylasen en regulerende processen in neuronen niet verwerpen.
Aannames controleren
Sweet and hisCollega's, die DNA-methylatie en de betekenis van dit fenomeen bij geheugenvorming bestudeerden, behandelden delen van de hippocampus met remmers van deoxyribonucleïnezuurmethyltransferasen. Ze ontdekten dat dit het begin van potentiëring op de lange termijn voorkomt - de versterking van synaptische verbindingen als reactie op neuronale activiteit. Dit proces bepa alt de werking van de mechanismen van leren en geheugen. De wetenschappers ontdekten ook dat remmers het niveau van methylering in reelin-DNA verminderden. Dit duidde op zijn omkeerbaarheid.
Experimenten
Besloten om hun onderzoek verder te zetten, begonnen Sweet en Miller veranderingen in methylatiepatronen bij muizen waar te nemen in een model waarin dieren leren een specifieke locatie te associëren met onaangename stimuli, met name milde schokken. Het gedrag van proefpersonen die met remmers werden behandeld, bracht de mogelijke leermoeilijkheden tot uitdrukking. Wanneer ze in een omgeving werden geplaatst waarin ze bang hadden moeten zijn, bevroor ze aanzienlijk minder vaak dan controledieren.
Conclusies
Hoe kan methylering het geheugen van muizen beïnvloeden? Wetenschappers verklaarden dit als volgt. Er zijn nogal wat plaatsen in het DNA die kunnen worden aangetast door de toevoeging van groepen waterstof- en koolstofatomen. In dit verband besloten de onderzoekers zich tot het volgende fenomeen te wenden. Ze bestudeerden eerst de methylering van genen waarvan de rol in geheugenvorming al was vastgesteld. Ten eerste is gekeken naar het gebied waar de geheugenprocessen van het fosfatase-eiwit worden onderdrukt. verminderde expressiehet tegenovergestelde kan veroorzaken. Inderdaad, na een uur van contextuele angstconditionering, stegen de methylatieniveaus meer dan honderdvoudig. Tegelijkertijd ondergingen de mRNA-niveaus in het CA1-hippocampale gebied een lichte maar statistisch significante afname. Dit effect wordt gevonden in de hersenen van dieren met een combinatie van lichte schokken op de ledematen en de nieuwigheid van de context. Individueel hebben deze stimuli geen effect op de methylering. Dienovereenkomstig wordt deelname aan groepen uitsluitend uitgevoerd met echte training.
DNA-methylatie en veroudering
Leeftijdsproblemen en oncologische ziekten behoren tot de meest besproken onderwerpen. Gedurende vele jaren van onderzoek hebben wetenschappers een verscheidenheid aan theorieën en modellen voorgesteld. Geen enkel concept beantwoordt momenteel echter alle vragen volledig. Ondertussen is de grootste interesse in het zoeken naar een oplossing voor het probleem van veroudering de studie van veranderingen in genactiviteit. In het bijzonder sprak professor Anisimov zijn mening over deze kwestie uit. Hij wijst erop dat de expressie (expressie) van genen onder meer afhankelijk is van methylering, wat de snelheid van veroudering kan beïnvloeden. Tot 5% van de cytosineresten van deoxyribonucleïnezuur onderging de toevoeging van groepen koolstof- en waterstofatomen met de vorming van 5MC (5-methylcytosine). Deze base wordt beschouwd als de enige constante in het DNA van hogere organismen. De samenvoeging van groepen vindt in beide draden symmetrisch plaats. De 5mC-residuen zijn altijd bedekt met guanineresiduen. Tegelijkertijd zijn de structurenverschillende functies uitvoeren. Het is echter belangrijk op te merken dat methylering betrokken is bij de regulatie van genactiviteit. Veranderingen in de loop van het lid worden van groepen worden veroorzaakt door fouten in het transcriptieniveau.
Redenen
Leeftijdsgerelateerde demethylering werd voor het eerst beschreven in 1973. Dit bracht een verschil aan het licht in de mate van scheiding van groepen in de weefsels van ratten. In de hersenen was demethylering actiever dan in de lever. Vervolgens werd een afname van 5mC gevonden met de leeftijd in de longen, evenals in fibroblastformaties van de huid. De onderzoekers suggereerden dat leeftijdsgebonden demethylering cellen vatbaar maakt voor tumortransformatie. Dit fenomeen kan als volgt in eenvoudige bewoordingen worden weergegeven. Een inactief gen zit vast aan een methylgroep. Onder invloed van chemische reacties wordt het losgekoppeld. Dienovereenkomstig wordt het gen geactiveerd. Een groep atomen werkt als een lont. Hoe kleiner hun aantal, hoe meer de cel zal worden gedifferentieerd en dienovereenkomstig ouder, hoe meer van hen, hoe jonger het zal zijn. Een klassiek voorbeeld dat veel in de literatuur wordt gebruikt, is de ontwikkeling van bepaalde zalmsoorten. Het fenomeen van hun uitzonderlijk snelle dood onmiddellijk na het uitzetten werd onthuld. Gisteren sterven jonge individuen in de vruchtbare leeftijd binnen korte tijd. In biologische termen is dit fenomeen versnelde veroudering, wat gepaard gaat met massale demethylering van DNA.
Hoe het lichaam te helpen?
Er zijn verschillende manieren waaropkan de aangeboren DNA-methylatie verbeteren. Een van de meest populaire zijn:
- Verse groenten eten. Vooral bladgroenten worden aanbevolen. Ze fungeren als een bron van foliumzuur, wat essentieel is voor een goede methylering.
- Vitamine B12 en B6 slikken, riboflavine. Hun bronnen zijn eieren, vis, amandelen, walnoten, asperges, enz.
- Krijg genoeg zink en magnesium binnen. Ze zorgen voor het behoud van methylering.
- Probiotische inname. Ze dragen bij aan de opname en opname van vitamines uit de B-groep en foliumzuur.
Het is ook belangrijk om stressvolle situaties te minimaliseren, slechte gewoonten op te geven (drinken, roken). Er moet voor worden gezorgd dat er geen giftige stoffen in het lichaam komen. Deze verbindingen nemen methylgroepen op, belasten de lever.
