La crescita di nuove cellule cerebrali Richiede Switch 'epigenetica'

Giugno 13, 2016 Admin Salute 0 3
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Le nuove cellule nascono ogni giorno nell'ippocampo del cervello, ma ciò che controlla questa nascita è rimasto un mistero. Segnalazione al 1 gennaio questione della Scienza, neuroscienziati presso la Scuola di Medicina Johns Hopkins University hanno scoperto che la nascita di nuove cellule, che dipende l'attività cerebrale, dipende anche da una proteina che è coinvolta nel cambiamento segnali epigenetici nel materiale genetico della cellula .

"Come è possibile che quando si vede qualcuno che hai incontrato dieci anni fa, è ancora li riconosci? Come questi eventi transitori diventano lunga durata nel cervello, e che ruolo potenziale fa la nascita di nuovi neuroni nel rendere questi ricordi?" dice Hongjun Song, Ph.D., professore associato di neurologia e membro del Johns Hopkins Institute of NeuroICE Cell Engineering. "Vogliamo davvero capire come la vita quotidiana esperienze innescare la nascita e la crescita di nuovi neuroni, e fare cambiamenti duraturi nel cervello."

I ricercatori hanno ragionato che, per rendere memoria a lungo termine potrebbe richiedere cambiamenti a lungo termine nelle cellule cerebrali. E un tipo di cambiamento cellulare che ha effetti di lunga durata è il cosiddetto cambiamento epigenetico, che possono alterare il DNA di una cellula senza modificarne la sequenza, ma non cambia il modo e quali geni vengono accesi o spenti. Così hanno deciso di guardare i 40 a 50 geni noti per essere coinvolti in epigenetica, e vedere se qualcuno di loro sono attivate in cellule del cervello di topo che sono stati stimolati con trattamento di terapia-shock elettroconvulsiva. "E 'da tempo noto che ECT induce la neurogenesi nei roditori e nell'uomo, così abbiamo usato come il nostro banco di prova per trovare ciò che si attiva a valle per causare nuove cellule a crescere", dice canzone.




Un gene attivato in risposta a ECT fu Gadd45b, un gene precedentemente implicati in funzione del sistema immunitario e misregulated in condizioni cerebrali come l'autismo. Per confermare Gadd45b è alzato in risposta all'attività cerebrale, i ricercatori hanno anche esaminato topi vivendo una diversa attività. L'esposizione al nuovo ambiente, il team ha scoperto, si accende anche Gadd45b nelle cellule cerebrali.

Per scoprire se Gadd45b è necessario per una nuova crescita delle cellule cerebrali, il team di ricerca ha fatto topi privi del gene Gadd45b e testato la loro capacità di generare nuove cellule cerebrali dopo ECT. Hanno iniettato il topo con un colorante che segna nuove cellule e tre giorni dopo ECT esaminato il numero di nuove cellule contenenti tale colorante nel cervello di topi con e senza il gene Gdd45b. Essi hanno scoperto che, mentre i cervelli normali hanno mostrato un aumento del 140 per cento del numero di cellule dopo ECT, cervelli privi Gadd45b hanno mostrato solo un aumento del 40 per cento.

"La domanda allora è stato, Come Gadd45b fare questo?" dice canzone. "E 'stato controverso che Gadd45b può promuovere cambiamenti epigenetici come la metilazione del DNA globale, ma si dimostra che si può promuovere demetilazione di alcuni geni."

Il gruppo metilico chimico, se collegato a DNA nei pressi di geni, può trasformare quei geni off. Questo cosiddetto cambiamento epigenetico è pensato di mettere a tacere i geni di una cellula non utilizza.

Con dissezione neuroni maturi dalle normali cervello di topo e cercare la presenza di gruppi metilici in alcuni geni noti per promuovere la crescita delle cellule, i ricercatori hanno scoperto che, dopo ECT, questi geni divenne demetilata.

Tuttavia, facendo la stessa cosa con i topi privi Gadd45b provocato nessun demetilazione, suggerendo alla squadra che Gadd45b è infatti necessario per demetilazione.

"Siamo davvero entusiasti di questo: è la prima volta che abbiamo visto dinamici cambiamenti epigenetici del DNA in risposta ad attività cerebrale", spiega canzone.

"Ora che abbiamo i topi privi Gadd45b, il nostro prossimo obiettivo è quello di vedere se questi topi hanno problemi con l'apprendimento e la memoria e come Gadd45b promuove specificamente la demetilazione di portare a questi cambiamenti a lungo termine nel cervello."

Questo studio è stato finanziato dal National Institutes of Health, McKnight Foundation, NARSAD, March of Dimes, la Johns Hopkins Brain Science Institute e del Howard Hughes Medical Institute.

Autori sulla carta sono Dengke K. Ma, Mi-Hyeon Jang, Junjie U. Guo, Yasuji Kitabatake, Min-lin Chang, Nattapol Pow-anpongkul, Guo-li Ming e Hongjun Song of Hopkins; Richard A. Flavell del Howard Hughes Medical Institute presso la Yale University School of Medicine e Binfeng Lu dell'Università di Pittsburgh School of Medicine.

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