Acetatas, gautas iš alkoholio metabolizmo, tiesiogiai veikia epigenetinį smegenų reguliavimą

Mums buvo didžiulė staigmena, kad metabolizuotą alkoholį organizmas tiesiogiai naudoja cheminėms medžiagoms, vadinamoms acetilo grupėms, pridėti prie baltymų, supakuojančių DNR, vadinamas histonais. Mūsų žiniomis, šie duomenys pateikia pirmuosius empirinius įrodymus, rodančius, kad acetato dalis, gauta iš alkoholio metabolizmo, tiesiogiai įtakoja epigenetinį smegenų reguliavimą “.

Shelley Berger, Daktaras, Daniel S. Och universiteto Ląstelių ir vystymosi biologijos ir biologijos katedrų profesorius, Penno epigenetikos instituto direktorius ir vyresnysis tyrimo autorius

Buvo žinoma, kad pagrindinis acetato šaltinis organizme yra alkoholio skilimas kepenyse, dėl to greitai padidėja acetato kiekis kraujyje. Šiame tyrime, komanda, kartu vadovauja Philipp Mews, Daktaras, buvęs Bergerio laboratorijos magistrantas, dabar Stokų kalno postdoktorantas, ir Gabor Egervari, MD, Daktaras, Bergerio laboratorijos doktorantas, siekė nustatyti, ar alkoholio skilimo acetatas prisideda prie greito histono acetilinimo smegenyse. Jie tai padarė, naudodami stabilų alkoholio izotopų ženklinimą, norėdami parodyti, kad alkoholio metabolizmas yra, iš tiesų, prisidėti prie šio proceso tiesiogiai deponuojant acetilo grupes ant histonų per fermentą, vadinamą ACSS2.

Autoriai sakė, kad „ACSS2, „dega“ visą genų reguliatorių mašiną „vietoje“ nervų ląstelių branduolyje, kad įjungtų pagrindinius atminties genus, kurie yra svarbūs mokymuisi. Iš tiesų, Bergeris ir jo kolegos paskelbė išvadas apie ACSS2 2017 m Gamta popieriaus. Tame dokumente ir ankstesniame darbe, tyrėjai nustatė, kad ACSS2 reikalingas erdviniams prisiminimams formuoti.

Dabartiniame tyrime geriau suprasti, kaip alkoholio sukelti genų ekspresijos pokyčiai galiausiai veikia elgesį, Berger ir jos komanda atliko elgesio testą. Pelės buvo veikiamos „neutralių“ stimulų ir alkoholio atlygio skirtinguose skyriuose, išsiskiria aplinkos ženklais. Pasibaigus šiam kondicionavimo laikotarpiui, tyrėjai įvertino pelių pasirinkimą, leisdami joms laisvai patekti į bet kurį skyrių, ir užfiksuoti laiką, praleistą tiek neutralioje, tiek su alkoholiu suporuotoje kameroje. Jie nustatė, kaip tikėtasi, pelės, turinčios normalų ACSS2 aktyvumą, po mokymo laikotarpio praleido daugiau laiko alkoholio skyriuje.

Norėdami patikrinti ACSS2 svarbą šiam elgesiui, tyrėjai sumažino ACSS2 baltymų kiekį smegenų srityje, svarbioje mokymuisi ir atminčiai, ir pastebėjo, su nuleistu ACSS2, nebuvo parodyta pirmenybė alkoholiui suporuotam skyriui.

"Tai mums rodo, kad su alkoholiu susijusiai atminties formavimui reikalingas ACSS2, "Egervari sakė." Mūsų molekuliniai ir elgesio duomenys, kartu paėmus, nustatyti ACSS2 kaip galimą intervencijos į alkoholio vartojimo sutrikimą tikslą; kuriame su alkoholiu susijusių aplinkos ženklų atmintis yra pagrindinis potraukio ir atkryčio variklis net ir po užsitęsusių abstinencijos laikotarpių “.

Svarbu, šios išvados rodo, kad kiti išoriniai ar periferiniai fiziologinio acetato šaltiniai - pirmiausia žarnyno mikrobiomas - gali panašiai paveikti centrinį histono acetilinimą ir smegenų funkciją, kurie gali kontroliuoti arba skatinti kitus metabolinius sindromus.

Be to, kad būtų tiriamas alkoholio vartojimo poveikis suaugusiųjų smegenų pokyčiams, komanda taip pat ištyrė vartojimo poveikį nėščioms pelėms ir taip alkoholio poveikį besivystančių pelių smegenų ląstelėms. Gimdoje , alkoholis sutrikdo neurologinio vystymosi genų ekspresiją ir gali sukelti daugybę su alkoholiu susijusių postnatalinių ligų simptomų, tokių kaip mažas galvos dydis, mažas kūno svoris, ir hiperaktyvumas. Ir nors nukentėjusių nuo vaisiaus alkoholio spektro sutrikimų (FASD)-įskaitant vaisiaus alkoholio sindromą-skaičius nežinomas, Ligų kontrolės ir prevencijos centrai teigia, kad visas JAV ir kai kurių Vakarų Europos šalių FASD spektras gali siekti nuo vieno iki penkių procentų gyventojų.

Šioje tyrimo dalyje, tyrėjai nustatė, vartojant alkoholį, acetatas patenka per placentą ir į besivystantį vaisių. Šių pelių vaisiaus smegenys parodė, kad nėščios moters alkoholio poveikis „besaikio gėrimo“ lygiu sukėlė alkoholio kilmės acetilo grupių nusėdimą ant histonų vaisiaus smegenyse ankstyvame neuronų vystyme.

Panašiai kaip ir pirminiai tyrimo rezultatai, kurie yra naudingi galimam alkoholio vartojimo sutrikimo gydymui, šie rezultatai gali turėti įtakos vaisiaus alkoholio sindromo supratimui ir kovai su juo.

• Didesnis chemikalų kiekis motinų sistemoje nėštumo metu yra susijęs su mažesniu vaikų IQ
• E. coli superbugų plitimas dėl prastos tualeto higienos,