Дослідники з Інституту Нейронаук, спільного центру Іспанської національної ради з наукових досліджень (CSIC) та Університету Мігеля Ернандеса в Ельче (UMH), виявили, що два ферменти, KDM1A та KDM5C, діють як "епігенетичні вартовиті", захищаючи унікальність нейронів у мишей.
Ці ферменти спільно пригнічують гени, які не є специфічними для нейронів, забезпечуючи активність лише правильних генетичних інструкцій. Дослідження, опубліковане в журналі Cell Reports, показало, що втрата обох ферментів призводить до експресії некоректних генів у нейронах, що негативно впливає на пам'ять, здатність до навчання та регуляцію тривожності.
Вчені використовували модель мишей, у яких гени KDM1A та KDM5C були одночасно видалені з дорослих нейронів мозку. Це дозволило спостерігати наслідки втрати епігенетичного контролю в зрілих нейронах. Втрата цих ферментів глибоко змінює епігенетичний ландшафт нейрона, призводячи до накопичення епігенетичних міток на ділянках, які мали б бути неактивними, та дезорганізації тривимірної структури геному.
Ці зміни викликають порушення у фізіології нейронів, зокрема підвищену збудливість, що негативно позначається на поведінці та когнітивних здібностях мишей. Висновки дослідження є кроком до розуміння причин неврологічних розладів, пов'язаних з інтелектуальною недостатністю, спричиненою мутаціями в епігенетичних регуляторах, таких як KDM1A та KDM5C.
Дослідження базується на попередніх роботах, які демонстрували індивідуальну важливість KDM1A для збереження організації геному та KDM5C для запобігання помилковим транскрипціям. Новизна полягає у виявленні спільної дії цих двох білків для збереження ідентичності нейронів. Подібність епігенетичних міток між мозком мишей та людей відкриває шлях до використання мишей як моделей для вивчення людських неврологічних захворювань.