表观遗传异质性在成年神经元功能中的关键作用

【字体: 时间:2024年07月29日 来源:AAAS

编辑推荐:

  在特定的大脑区域中,只有一小部分符合条件的神经元可以成为记忆印迹的一部分。这种神经元募集的机制目前尚不清楚。通过关注联想恐惧学习过程中侧杏仁核的染色质可塑性来解决这个问题。通过稀疏过表达组蛋白乙酰转移酶增加染色质可塑性后,组蛋白乙酰化升高的神经元优先被纳入印迹。这种过表达改变了侧杏仁核主细胞的固有兴奋性,并伴随着染色质可及性的增加和基因表达的改变,主要是突触蛋白。结果表明,神经元的表观遗传组成决定了它是否有资格被选择来存储学习到的信息。

  

在发育过程中,表观遗传异质性是细胞功能多样性的关键因素。然而,这种异质性在完全分化的细胞,如成年神经元中,是否同样重要,一直是一个谜。最近的一项研究揭示了表观遗传机制在成年神经元,特别是记忆形成过程中的重要作用。

表观遗传机制通过调节基因组位点的激活和失活,影响细胞的谱系承诺和分化。尽管这些机制在发育过程中的作用已被广泛研究,但它们在成年神经元中的动态功能发育中的作用尚不明确。特别是,神经元的信息编码能力及其在记忆形成中的作用,一直是神经科学研究的热点。

本研究旨在探索染色质可塑性在成年神经元,尤其是小鼠侧杏仁核的兴奋性神经元中的作用。研究团队试图解答的关键问题是:增强的染色质可塑性是否促进了神经元在记忆形成中的优先选择。

研究团队通过单核多组测序技术,评估了表观遗传修饰神经元中的染色质可及性和基因表达变化。此外,他们还通过控制组蛋白乙酰化水平,测试了染色质可塑性与信息编码之间的相关性。

主要发现

1. 染色质可塑性与记忆形成:研究发现,小鼠侧杏仁核的兴奋性神经元表现出异质染色质可塑性。这些神经元富含高乙酰化组蛋白,表明表观遗传修饰在其中发挥了重要作用。

2. 组蛋白乙酰化的作用:通过增加或减少组蛋白乙酰转移酶(HATs),研究团队发现组蛋白乙酰化介导的表观遗传可塑性促进了神经元招募到记忆痕迹,而其功能丧失则阻碍了记忆分配。

3. 染色质可及性与基因表达:单核多组测序结果显示,染色质可及性的增加与结构和突触可塑性以及神经元兴奋性密切相关的基因组位置的表达增加相关。

4. 记忆保留与表观遗传状态:通过巴甫洛夫恐惧条件反射测试,研究团队发现增强的表观遗传可塑性不仅促进了记忆形成,还支持了记忆的长期保留。

研究表明,神经元的表观遗传状态是其被招募到记忆痕迹中的关键因素。这种染色质可塑性不仅影响神经元的信息编码能力,还可能在记忆保留中发挥重要作用。这一发现为理解记忆形成和神经可塑性的分子机制提供了新的视角。

尽管这项研究提供了重要的见解,但仍有许多问题有待解答。例如,表观遗传景观如何受到其他因素如代谢率或昼夜节律的影响,以及这些机制在神经系统疾病中的作用。未来的研究将继续探索这些问题,以进一步揭示表观遗传机制在神经系统中的作用。

这项研究不仅揭示了表观遗传异质性在成年神经元功能中的关键作用,也为未来的神经科学研究提供了新的方向。通过深入理解这些机制,科学家们有望开发出新的治疗方法,以治疗与记忆和认知功能相关的疾病。


相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号