Naukowcy z Instytutu Neurobiologii (IN), wspólnego ośrodka Hiszpańskiej Narodowej Rady Badań Naukowych (CSIC) oraz Uniwersytetu Miguel Hernández w Elche (UMH), zidentyfikowali dwie kluczowe enzymy – KDM1A i KDM5C – które współpracując ze sobą, pełnią rolę epigenetycznych strażników tożsamości neuronów u myszy.
Enzymy te wyciszają geny niebędące specyficzne dla neuronów, zapewniając tym samym aktywność jedynie właściwych instrukcji genetycznych. Badania, opublikowane w czasopiśmie "Cell Reports", wykazały, że utrata funkcji obu enzymów prowadzi do ekspresji niepożądanych genów, co negatywnie wpływa na pamięć, uczenie się i regulację lęku. Mutacje w genach KDM1A i KDM5C są powiązane u ludzi z niepełnosprawnością intelektualną i innymi schorzeniami neurologicznymi.
Utrata obu enzymów głęboko zmienia epigenetyczny krajobraz neuronu, prowadząc do akumulacji znaczników epigenetycznych w regionach genomu, które powinny być nieaktywne, oraz do dezorganizacji trójwymiarowej struktury genomu. Zmiany te skutkują zaburzeniami fizjologii neuronów, takimi jak zwiększona pobudliwość, co negatywnie odbija się na zachowaniu i zdolnościach poznawczych myszy.
Odkrycia te stanowią ważny krok w zrozumieniu przyczyn zaburzeń neurologicznych powiązanych z niepełnosprawnością intelektualną. Zrozumienie interakcji między enzymami KDM1A i KDM5C pomaga w rozszyfrowaniu biologii neuronów i identyfikacji potencjalnych mechanizmów zaangażowanych w choroby neurologiczne. Badania te kontynuują wcześniejsze prace nad indywidualnym znaczeniem KDM1A dla utrzymania organizacji genomu i zapobiegania degeneracji związanej z wiekiem, a także KDM5C dla zapobiegania błędnej transkrypcji i udoskonalania odpowiedzi neuronalnych.