מתילציה היא הוספה של פחמן אחד ושלושה אטומי מימן למולקולה אחרת. תופעה זו נחשבת למילה האחרונה בתחום הבריאות. הוא מלווה כמעט את כל תפקודי הגוף.
פונקציות
קבוצות מתיל (אטומי פחמן ומימן) משתתפות ב:
- תגובת הגוף למצבי לחץ.
- ייצור ועיבוד של גלוטתיון. הוא פועל כנוגד חמצון מפתח בגוף.
- ניקוי רעלים של הורמונים, מתכות כבדות ותרכובות כימיות.
- לשלוט בדלקת.
- תיקון תאים פגומים.
- התגובה החיסונית וויסותה, המלחמה בנגיפים וזיהומים, השליטה בייצור אלמנטי T.
גם תהליך המתילציה של DNA חשוב. בואו נסתכל על זה מקרוב.
שליטה אפיגנטית בפיתוח
מתילציה של DNA מקדמת העברת דפוסים לדור הבא של תאים במהלך מיטוזה. לאחרונה, יחסית, נמצא כי תהליך ההצטרפות של קבוצות אטומים בטרמינללמבנים מובחנים יש קשר מובהק עם היווצרות זיכרון ופלסטיות סינפטית. ק. מילר וד. סוויט חקרו מתילציה של DNA. חקר התופעה הוביל אותם למסקנה שהפעילות של מתילאז חומצה דאוקסיריבונוקלאית עולה משמעותית בבעלי חיים במהלך שינון מידע חדש. הדבר תורם לירידה בביטוי של גנים המדכאים תהליכי זיכרון. בנוסף, המחברים מצביעים על תופעה נוספת. החוקרים מדווחים כי הפעלת גן החלבון רילין, המעודד שינויים בקשרים הסינפטיים ומעורב במהלך הפתולוגי של סכיזופרניה, מושפע מהיווצרות זיכרון. במקרה זה, הגורם הקובע הוא דמיטאלאז-אנזימים המספקים דמתילציה של DNA (שחרור מקבוצות מתיל). העובדות שנקבעו מאפשרות לנו להסיק את המסקנה החשובה ביותר. מתילציה של DNA כאחד המנגנונים האפיגנטיים, כמו גם התופעה ההפוכה שלו, ממלאים תפקיד חיוני באחסון ושינון מידע. רעיון זה מאושש על ידי תוצאות מחקר של קבוצתו של E. Costa. נמצא שדמילציה של הגנים גלוטמט דקרבוקסילאז ורילין יכולה להיות מתווך בעכברים על ידי מולקולות קטנות המפריעות להתקנת ה-DNA בגרעין. מחקרים אלה מצביעים לא רק על האפשרות לשנות את הרעיון הרווח של היווצרות הזיכרון. הם גם מצביעים על כך שמתילציה של DNA, שנחשבה בעבר קבועה, היא דינמית. יתר על כן, ניתן להשתמש בו בטיפול.
תכונות
הרעיון שזיכרון ומתילציה של DNA קשורים אינו חדש. ההתניה של העברה סינפטית על ידי אצטילציה היסטונית כבר נקבעה קודם לכן. הם יוצרים את השלד שסביבו מתפתל ה-DNA. אצטילציה מובילה לירידה בזיקה של היסטונים לחומצות גרעין. כתוצאה מכך, נפתחת גישה ל-DNA ולחלבונים אחרים הקשורים, בין היתר, להפעלת גנים. למעשה, פעילות ההיסטון אצטילטרנספראז של CREBBP (חלבון מקשר), הפועל כגורם שעתוק נוירוני מרכזי, נקשרה להשפעה של חלבון זה על הזיכרון. בנוסף, נמצאה עלייה בזיכרון לטווח ארוך במהלך השימוש במעכבי היסטון דאצטילאז. זה הוביל להאצה של אצטילציה של היסטון.
השערות
Sweet ומילר שאלו את השאלה הבאה בנוגע להורדה תלויה בהיסטון של ביטוי המבנה. אם זה יכול למלא תפקיד בוויסות הזיכרון, האם מתילציה של DNA תהיה בעלת השפעה דומה? תופעה זו נחשבה בעיקר כאמצעי לשמירה על פעילות מבנים בזמן מיטוזה והיווצרות מערכות. עם זאת, במוח היונקים הבוגרים נצפתה עוצמת המתילאזות, למרות העובדה שרוב תאיו אינם מתחלקים. בשל העובדה שהתופעה הנבחנת תורמת לדיכוי של ביטוי גנים, מדענים לא יכלו לדחות את האפשרות של קשר בין מתילאזות ותהליכי רגולציה בנוירונים.
בודק הנחות
מתוק ושלועמיתים, שחקרו מתילציה של DNA והמשמעות של תופעה זו ביצירת זיכרון, טיפלו בחלקים של ההיפוקמפוס עם מעכבי מתיל-טרנספראזות של חומצה דאוקסיריבונוקלאית. הם מצאו שזה מונע את הופעתה של פוטנציציה ארוכת טווח - חיזוק הקשרים הסינפטיים בתגובה לפעילות נוירונית. תהליך זה קובע את פעולתם של מנגנוני הלמידה והזיכרון. המדענים מצאו גם כי מעכבים הפחיתו את רמת המתילציה ב-DNA reelin. זה מעיד על הפיכותו.
ניסויים
החליטו לקחת את המחקר שלהם הלאה, סוויט ומילר החלו לצפות בשינויים בדפוסי מתילציה בעכברים במודל שבו בעלי חיים לומדים לקשר מיקום ספציפי לגירויים לא נעימים, במיוחד זעזועים קלים. התנהגותם של נבדקים שטופלו במעכבים ביטאה את הקשיים האפשריים בלמידה. כשהם ממוקמים בסביבה שבה הם היו צריכים לפחד, הם קפאו בתדירות נמוכה משמעותית מחיות ביקורת.
מסקנות
איך מתילציה עשויה להשפיע על הזיכרון של עכברים? מדענים הסבירו זאת כך. יש די הרבה אתרים ב-DNA שיכולים להיות מושפעים מהוספת קבוצות של אטומי מימן ופחמן. בהקשר זה החליטו החוקרים לפנות לתופעה הבאה. תחילה הם חקרו את המתילציה של גנים שתפקידם ביצירת הזיכרון כבר הוגדר. ראשית, נשקל האזור בו מדוכאים תהליכי הזיכרון של חלבון הפוספטאז. ביטוי מופחתעלול לגרום להיפך. ואכן, לאחר שעה של התניה של פחד הקשרי, רמות המתילציה עלו יותר מפי מאה. במקביל, רמות ה-mRNA באזור ההיפוקמפוס CA1 עברו ירידה קלה אך מובהקת סטטיסטית. אפקט זה נמצא במוח של בעלי חיים עם שילוב של הלם קל לגפיים והחידוש של ההקשר. בנפרד, גירויים אלה אינם מספקים השפעה על מתילציה. בהתאם לכך, ההצטרפות לקבוצות מתבצעת אך ורק עם הכשרה אמיתית.
מתילציה והזדקנות DNA
בעיות גיל ומחלות אונקולוגיות הן מהנושאים הנדונים ביותר. במשך שנים רבות של מחקר, מדענים הציעו מגוון תיאוריות ומודלים. עם זאת, כרגע אין מושג אחד שעונה על כל השאלות במלואן. בינתיים, העניין הגדול ביותר בחיפוש אחר פתרון לבעיית ההזדקנות הוא חקר השינויים בפעילות הגנים. בפרט, פרופסור אניסימוב הביע את דעתו בעניין זה. הוא מציין שביטוי (ביטוי) של גנים תלוי בין היתר במתילציה, שיכולה להשפיע על קצב ההזדקנות. עד 5% משאריות הציטוזין של חומצה דאוקסיריבונוקלאית עברו תוספת של קבוצות של אטומי פחמן ומימן עם היווצרות 5MC (5-methylcytosine). בסיס זה נחשב לקבוע היחיד ב-DNA של אורגניזמים גבוהים יותר. חיבור הקבוצות מתבצע בשני החוטים באופן סימטרי. שאריות 5mC מכוסות תמיד בשאריות גואנין. במקביל, המבניםלבצע פונקציות שונות. עם זאת, חשוב לציין שמתילציה מעורבת בוויסות פעילות הגנים. שינויים במהלך ההצטרפות לקבוצות נגרמים על ידי כשלים ברמת התמלול.
סיבות
דה-מתילציה הקשורה לגיל תוארה לראשונה בשנת 1973. זה חשף הבדל במידת ההפרדה של קבוצות ברקמות של חולדות. במוח, דמתילציה הייתה פעילה יותר מאשר בכבד. לאחר מכן, נמצאה ירידה ב-5mC עם הגיל בריאות, כמו גם בתצורות פיברובלסט של העור. החוקרים הציעו כי דה-מתילציה הקשורה לגיל פוגעת בתאים להתמרת גידול. תופעה זו יכולה להיות מיוצגת במונחים פשוטים כדלקמן. גן לא פעיל מחובר לקבוצת מתיל. בהשפעת תגובות כימיות, הוא מנותק. בהתאם, הגן מופעל. קבוצת אטומים פועלת כפתיל. ככל שמספרם קטן יותר, התא יתמיין יותר ובהתאם, מבוגר יותר, ככל שיותר מהם, כך הוא יהיה צעיר יותר. דוגמה קלאסית בשימוש נרחב בספרות היא התפתחות מיני סלמון מסוימים. התגלתה תופעת מותם המהיר במיוחד מיד לאחר ההטלה. אתמול מתים צעירים בגיל הפוריות תוך זמן קצר. במונחים ביולוגיים, תופעה זו היא הזדקנות מואצת, המלווה בדה-מתילציה מאסיבית של DNA.
איך לעזור לגוף?
ישנן דרכים שונות שבהןיכול לשפר מתילציה מולדת של DNA. בין הפופולריים ביותר הם:
- אכילת ירוקים טריים. ירקות עלים מומלצים במיוחד. הם פועלים כמקור לחומצה פולית, החיונית למתילציה נכונה.
- נטילת ויטמינים B12 ו-B6, ריבופלבין. המקורות שלהם הם ביצים, דגים, שקדים, אגוזי מלך, אספרגוס וכו'.
- קבל מספיק אבץ ומגנזיום. הם מספקים תחזוקה של מתילציה.
- צריכת פרוביוטיקה. הם תורמים לקבלה ולספיגה של ויטמינים מקבוצת B וחומצה פולית.
חשוב גם למזער מצבי לחץ, לוותר על הרגלים רעים (שתיה, עישון). יש להקפיד שחומרים רעילים לא ייכנסו לגוף. תרכובות אלו לוקחות קבוצות מתיל, מעמיסות את הכבד.
