მეთილაცია არის ერთი ნახშირბადის და სამი წყალბადის ატომის დამატება სხვა მოლეკულაში. ეს ფენომენი ბოლო სიტყვად ითვლება ჯანდაცვის სფეროში. მას თან ახლავს სხეულის თითქმის ყველა ფუნქცია.
ფუნქციები
მეთილის ჯგუფები (ნახშირბადის და წყალბადის ატომები) მონაწილეობენ:
- სხეულის რეაქცია სტრესულ სიტუაციებზე.
- გლუტათიონის წარმოება და დამუშავება. ის მოქმედებს როგორც მთავარი ანტიოქსიდანტი ორგანიზმში.
- ჰორმონების, მძიმე მეტალების და ქიმიური ნაერთების დეტოქსიკაცია.
- აკონტროლეთ ანთება.
- აღადგინეთ დაზიანებული უჯრედები.
- იმუნური პასუხი და მისი რეგულირება, ვირუსებთან და ინფექციებთან ბრძოლა, T-ელემენტების გამომუშავების კონტროლი.
ასევე მნიშვნელოვანია დნმ-ის მეთილაციის პროცესი. მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ მას.
განვითარების ეპიგენეტიკური კონტროლი
დნმ-ის მეთილაცია ხელს უწყობს შაბლონების გადაცემას უჯრედების მომდევნო თაობაზე მიტოზის დროს. შედარებით ცოტა ხნის წინ გაირკვა, რომ ტერმინალში ატომების ჯგუფების შეერთების პროცესიდიფერენცირებულ სტრუქტურებს აქვს გარკვეული კავშირი მეხსიერების ფორმირებასთან და სინაფსურ პლასტიურობასთან. კ. მილერმა და დ. სვიტმა გამოიკვლიეს დნმ-ის მეთილაცია. ფენომენის შესწავლამ მიიყვანა მათ დასკვნამდე, რომ დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავას მეთილაზას აქტივობა მნიშვნელოვნად იზრდება ცხოველებში ახალი ინფორმაციის დამახსოვრების დროს. ეს ხელს უწყობს გენების გამოხატვის შემცირებას, რომლებიც თრგუნავენ მეხსიერების პროცესებს. გარდა ამისა, ავტორები მიუთითებენ სხვა ფენომენზე. მკვლევარები აცხადებენ, რომ რეელინის პროტეინის გენის გააქტიურება, რომელიც ხელს უწყობს სინაფსური კავშირების ცვლილებებს და მონაწილეობს შიზოფრენიის პათოლოგიურ მიმდინარეობაში, გავლენას ახდენს მეხსიერების ფორმირებაზე. ამ შემთხვევაში განმსაზღვრელი ფაქტორია დემიტალაზა-ფერმენტები, რომლებიც უზრუნველყოფენ დნმ-ის დემეთილაციას (განთავისუფლებას მეთილის ჯგუფებიდან). დადგენილი ფაქტები საშუალებას გვაძლევს გავაკეთოთ ყველაზე მნიშვნელოვანი დასკვნა. დნმ-ის მეთილაცია, როგორც ერთ-ერთი ეპიგენეტიკური მექანიზმი, ისევე როგორც მისი საპირისპირო ფენომენი, მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ინფორმაციის შენახვასა და დამახსოვრებაში. ამ აზრს ადასტურებს ე.კოსტას ჯგუფის კვლევის შედეგები. აღმოჩნდა, რომ გლუტამატ დეკარბოქსილაზასა და რეელინის გენების დემილაცია შეიძლება მოხდეს თაგვებში მცირე მოლეკულებით, რომლებიც ხელს უშლიან დნმ-ის დამონტაჟებას ბირთვში. ეს კვლევები მიუთითებს არა მხოლოდ მეხსიერების ფორმირების გაბატონებული იდეის შეცვლის შესაძლებლობაზე. ისინი ასევე მიუთითებენ, რომ დნმ-ის მეთილაცია, რომელიც ადრე ითვლებოდა მუდმივი, დინამიურია. გარდა ამისა, მისი გამოყენება შესაძლებელია თერაპიაში.
ფუნქციები
იდეა, რომ მეხსიერება და დნმ-ის მეთილაცია დაკავშირებულია, ახალი არ არის. ჰისტონის აცეტილირებით სინაფსური გადაცემის პირობითობა უკვე დადგენილია ადრე. ისინი ქმნიან ჩონჩხს, რომლის ირგვლივ ტრიალებს დნმ. აცეტილაცია იწვევს ნუკლეინის მჟავებისადმი ჰისტონების აფინურობის შემცირებას. შედეგად, იხსნება წვდომა დნმ-ზე და სხვა პროტეინებზე, რომლებიც დაკავშირებულია, სხვა საკითხებთან ერთად, გენის აქტივაციასთან. სინამდვილეში, CREBBP-ის ჰისტონი აცეტილტრანსფერაზას აქტივობა (შემაკავშირებელი ცილა), რომელიც მოქმედებს როგორც ძირითადი ნეირონების ტრანსკრიფციის ფაქტორი, დაკავშირებულია ამ ცილის ეფექტთან მეხსიერებაზე. გარდა ამისა, ჰისტონ დეაცეტილაზას ინჰიბიტორების გამოყენებისას დაფიქსირდა გრძელვადიანი მეხსიერების ზრდა. ამან გამოიწვია ჰისტონის აცეტილაციის დაჩქარება.
ჰიპოთეზები
სვიტმა და მილერმა დაუსვეს შემდეგი შეკითხვა სტრუქტურის გამოხატვის ჰისტონზე დამოკიდებული დაქვეითების შესახებ. თუ მას შეუძლია მეხსიერების რეგულირებაში როლის შესრულება, ექნება თუ არა დნმ-ის მეთილაციას მსგავსი ეფექტი? ეს ფენომენი განიხილებოდა უპირველეს ყოვლისა, როგორც მიტოზის დროს სტრუქტურების აქტივობის შენარჩუნებისა და სისტემების ფორმირების საშუალება. თუმცა, მწიფე ძუძუმწოვართა ტვინში მეთილაზების ინტენსივობა დაფიქსირდა, მიუხედავად იმისა, რომ მისი უჯრედების უმეტესობა არ იყოფა. იმის გამო, რომ განხილული ფენომენი ხელს უწყობს გენის ექსპრესიის ჩახშობას, მეცნიერებმა ვერ უარყვეს მეთილაზებსა და ნეირონებში მარეგულირებელ პროცესებს შორის კავშირის შესაძლებლობა.
ვარაუდების შემოწმება
ტკბილი და მისიკოლეგებმა, რომლებიც სწავლობდნენ დნმ-ის მეთილაციას და ამ ფენომენის მნიშვნელობას მეხსიერების ფორმირებაში, მკურნალობდნენ ჰიპოკამპუსის მონაკვეთებს დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავას მეთილტრანსფერაზას ინჰიბიტორებით. მათ აღმოაჩინეს, რომ ეს ხელს უშლის გრძელვადიანი გაძლიერების დაწყებას - სინაფსური კავშირების გაძლიერებას ნეირონების აქტივობის საპასუხოდ. ეს პროცესი განსაზღვრავს სწავლისა და მეხსიერების მექანიზმების მუშაობას. მეცნიერებმა ასევე აღმოაჩინეს, რომ ინჰიბიტორები ამცირებდნენ მეთილაციის დონეს რელინის დნმ-ში. ეს მიუთითებდა მის შექცევადობაზე.
ექსპერიმენტები
გადაწყვიტეს თავიანთი კვლევის გაგრძელება, სვიტმა და მილერმა დაიწყეს თაგვებში მეთილაციის შაბლონების ცვლილებების დაკვირვება მოდელში, რომელშიც ცხოველები სწავლობენ კონკრეტული მდებარეობის უსიამოვნო სტიმულებთან, კონკრეტულად მსუბუქ შოკებთან დაკავშირებას. სუბიექტების ქცევა, რომლებიც მკურნალობდნენ ინჰიბიტორებით, გამოხატავდა სწავლის შესაძლო სირთულეებს. როდესაც მოთავსდნენ ისეთ გარემოში, სადაც მათ უნდა ეშინოდათ, ისინი გაცილებით ნაკლებად იყინებოდნენ, ვიდრე საკონტროლო ცხოველები.
დასკვნა
როგორ შეიძლება გავლენა იქონიოს მეთილაციამ თაგვების მეხსიერებაზე? მეცნიერებმა ეს ასე ახსნეს. დნმ-ში საკმაოდ ბევრი ადგილია, რომლებზეც შეიძლება გავლენა იქონიოს წყალბადის და ნახშირბადის ატომების ჯგუფების დამატებით. ამასთან დაკავშირებით, მკვლევარებმა გადაწყვიტეს მიმართონ შემდეგ ფენომენს. მათ პირველად შეისწავლეს გენების მეთილაცია, რომელთა როლი მეხსიერების ფორმირებაში უკვე დადგენილი იყო. პირველ რიგში, განხილული იყო ის სფერო, სადაც თრგუნავს ფოსფატაზას ცილის მეხსიერების პროცესები. შემცირებული გამოხატულებაშეიძლება გამოიწვიოს პირიქით. მართლაც, ერთი საათის კონტექსტური შიშის კონდიცირების შემდეგ, მეთილაციის დონე ასჯერ გაიზარდა. ამავდროულად, mRNA დონემ CA1 ჰიპოკამპის რეგიონში განიცადა უმნიშვნელო, მაგრამ სტატისტიკურად მნიშვნელოვანი შემცირება. ეს ეფექტი გვხვდება ცხოველების ტვინში, კიდურებზე მცირე შოკის კომბინაციით და კონტექსტის სიახლით. ინდივიდუალურად, ეს სტიმული არ ახდენს გავლენას მეთილაციაზე. შესაბამისად, ჯგუფებში გაწევრიანება ხდება ექსკლუზიურად რეალური ტრენინგით.
დნმ-ის მეთილაცია და დაბერება
ასაკობრივი პრობლემები და ონკოლოგიური დაავადებები ყველაზე განხილულ თემებს შორისაა. მრავალი წლის განმავლობაში მეცნიერებმა შემოგვთავაზეს სხვადასხვა თეორიები და მოდელები. თუმცა, არც ერთი კონცეფცია ამჟამად არ პასუხობს ყველა კითხვას სრულად. იმავდროულად, დაბერების პრობლემის გადაჭრის ყველაზე დიდი ინტერესი არის გენის აქტივობის ცვლილებების შესწავლა. კერძოდ, პროფესორმა ანისიმოვმა გამოთქვა აზრი ამ საკითხთან დაკავშირებით. ის აღნიშნავს, რომ გენების ექსპრესია (გამოხატვა) სხვა საკითხებთან ერთად დამოკიდებულია მეთილაციაზე, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს დაბერების სიჩქარეზე. დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავას ციტოზინის ნარჩენების 5%-მდე დაემატა ნახშირბადის და წყალბადის ატომების ჯგუფებს 5MC (5-მეთილციტოზინის) წარმოქმნით. ეს ბაზა ითვლება ერთადერთ მუდმივად უმაღლესი ორგანიზმების დნმ-ში. ჯგუფების შეერთება ხდება ორივე ძაფში სიმეტრიულად. 5 mC ნარჩენები ყოველთვის დაფარულია გუანინის ნარჩენებით. ამავე დროს, სტრუქტურებიშეასრულოს სხვადასხვა ფუნქციები. თუმცა, მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ მეთილაცია ჩართულია გენის აქტივობის რეგულირებაში. ჯგუფებში გაწევრიანების კურსში ცვლილებები გამოწვეულია ტრანსკრიფციის დონის წარუმატებლობით.
მიზეზები
ასაკთან დაკავშირებული დემეთილაცია პირველად აღწერილია 1973 წელს. ამან გამოავლინა განსხვავება ვირთხების ქსოვილებში ჯგუფების განცალკევების ხარისხში. თავის ტვინში დემეთილაცია უფრო აქტიური იყო, ვიდრე ღვიძლში. შემდგომში, ასაკთან ერთად ფილტვებში, ისევე როგორც კანის ფიბრობლასტურ წარმონაქმნებში დაფიქსირდა 5 მკC-ის შემცირება. მკვლევარებმა ვარაუდობდნენ, რომ ასაკთან დაკავშირებული დემეთილაცია მიდრეკილია უჯრედების სიმსივნის ტრანსფორმაციისკენ. ეს ფენომენი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს მარტივი სიტყვებით შემდეგნაირად. არააქტიური გენი მიმაგრებულია მეთილის ჯგუფთან. ქიმიური რეაქციების გავლენით იგი გათიშულია. შესაბამისად, გენი გააქტიურებულია. ატომების ჯგუფი მოქმედებს როგორც დაუკრავენ. რაც უფრო მცირეა მათი რიცხვი, მით მეტი იქნება უჯრედი დიფერენცირებული და, შესაბამისად, უფრო ძველი, რაც მეტია, მით უფრო ახალგაზრდა იქნება. კლასიკური მაგალითი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ლიტერატურაში, არის ორაგულის გარკვეული სახეობების განვითარება. გამოვლინდა მათი განსაკუთრებულად სწრაფი სიკვდილის ფენომენი ქვირითობისთანავე. გუშინ რეპროდუქციული ასაკის ახალგაზრდები მოკლე დროში იღუპებიან. ბიოლოგიური თვალსაზრისით, ეს ფენომენი არის დაჩქარებული დაბერება, რომელსაც თან ახლავს დნმ-ის მასიური დემეთილაცია.
როგორ დავეხმაროთ ორგანიზმს?
არსებობს სხვადასხვა გზაშეუძლია გააუმჯობესოს თანდაყოლილი დნმ-ის მეთილაცია. მათ შორის ყველაზე პოპულარულია:
- ახალი მწვანილის ჭამა. განსაკუთრებით რეკომენდებულია ფოთლოვანი ბოსტნეული. ისინი მოქმედებენ როგორც ფოლიუმის მჟავის წყარო, რომელიც აუცილებელია სათანადო მეთილაციისთვის.
- ვიტამინების B12 და B6, რიბოფლავინის მიღება. მათი წყაროა კვერცხი, თევზი, ნუში, ნიგოზი, ასპარაგუსი და ა.შ.
- მიიღეთ საკმარისი თუთია და მაგნიუმი. ისინი უზრუნველყოფენ მეთილაციის შენარჩუნებას.
- პრობიოტიკების მიღება. ისინი ხელს უწყობენ B ჯგუფის ვიტამინებისა და ფოლიუმის მჟავის მიღებასა და შეწოვას.
ასევე მნიშვნელოვანია სტრესული სიტუაციების მინიმუმამდე შემცირება, ცუდი ჩვევების (სასმელი, მოწევა) მიტოვება. სიფრთხილეა საჭირო იმისათვის, რომ ტოქსიკური ნივთიერებები არ მოხვდეს სხეულში. ეს ნაერთები იღებენ მეთილის ჯგუფებს, იტვირთება ღვიძლი.
