Wetenschappers van het Instituto de Neurociencias (een samenwerking tussen de Spaanse Nationale Raad voor Wetenschappelijk Onderzoek (CSIC) en de Universiteit Miguel Hernández (UMH) in Elche) hebben een cruciaal mechanisme ontdekt dat de identiteit van neuronen bij muizen beschermt.
Twee enzymen, KDM1A en KDM5C, fungeren als 'epigenetische wachters' die de specifieke functie van neuronen handhaven door genen die niet neuron-specifiek zijn te onderdrukken. Dit proces is essentieel voor het behoud van neuronale identiteit gedurende het hele leven, wat ook relevant is voor het begrijpen van leer- en geheugenprocessen.
De studie, gepubliceerd in Cell Reports, onderzocht muismodellen waarin de genen voor KDM1A en KDM5C gelijktijdig uit volwassen hersenneuronen werden verwijderd. Dit stelde onderzoekers in staat de gevolgen van het verlies van epigenetische controle in rijpe neuronen te observeren. De gecombineerde werking van deze enzymen bleek aanzienlijk belangrijker dan hun individuele effecten.
Wanneer beide enzymen niet functioneren, beginnen neuronen onjuiste genen tot expressie te brengen, wat leidt tot negatieve gevolgen voor geheugen, leren en de regulatie van angst. De onderzoekers ontdekten dat het verlies van beide enzymen het epigenetische landschap van de neuron ingrijpend verandert, met desorganisatie in de driedimensionale structuur van het neuronale genoom en afwijkingen in de neuronale fysiologie, zoals verhoogde prikkelbaarheid.
Deze bevindingen, die een belangrijke stap voorwaarts betekenen in het begrijpen van de oorsprong van neurologische stoornissen die verband houden met intellectuele handicaps, benadrukken de potentiële rol van deze enzymen in de menselijke gezondheid. Mutaties in de genen KDM1A en KDM5C zijn bij mensen in verband gebracht met intellectuele beperkingen en andere neurologische aandoeningen.