Alkoholin aineenvaihdunnasta johdettu asetaatti vaikuttaa suoraan aivojen epigeneettiseen säätelyyn

Meille oli valtava yllätys, että elimistö käyttää suoraan metaboloitua alkoholia lisäämään asetyyliryhmiksi kutsuttuja kemikaaleja DNA:ta pakkaaviin proteiineihin, kutsutaan histoneiksi. Tietojemme mukaan, nämä tiedot ovat ensimmäinen empiirinen näyttö siitä, että osa alkoholin aineenvaihdunnasta peräisin olevaa asetaattia vaikuttaa suoraan aivojen epigeneettiseen säätelyyn. "

Shelley Berger, PhD, Daniel S. Ochin yliopiston professori solu- ja kehitysbiologian ja biologian laitoksilla, Penn Epigenetics Instituutin johtaja ja tutkimuksen vanhempi kirjailija

On tiedetty, että suuri asetaatin lähde kehossa tulee alkoholin hajoamisesta maksassa, mikä johtaa veren asetaatin nopeaan nousuun. Tässä tutkimuksessa joukkue, yhteistyössä Philipp Mewsin kanssa, PhD, entinen jatko -opiskelija Bergerin laboratoriossa, joka on nyt tutkijatohtori Siinainvuorella, ja Gabor Egervari, MD, PhD, tutkijatohtori Bergerin laboratoriossa, pyrki selvittämään, edistääkö alkoholin hajoamisesta saatu asetaatti nopeaa histonin asetylaatiota aivoissa. He tekivät niin käyttämällä alkoholin stabiileja isotooppimerkintöjä osoittaakseen, että alkoholin aineenvaihdunta itse asiassa, myötävaikuttaa tähän prosessiin tallentamalla asetyyliryhmät suoraan histoneille ACSS2 -entsyymin kautta.

Tekijät sanoivat, että "ACSS2, "polttoaineena" koko geenisäätölaitteiden koneisto "paikan päällä" hermosolujen ytimessä käynnistääkseen oppimiseen tärkeät keskeiset muistigeenit. Itse asiassa, Berger ja hänen kollegansa julkaisivat havaintoja ACSS2:sta vuonna 2017 Luonto paperi. Siinä lehdessä ja aiemmissa töissä tutkijat havaitsivat, että ACSS2 tarvitaan paikkamuistien muodostamiseen.

Nykyisessä tutkimuksessa ymmärtää paremmin, miten alkoholin aiheuttamat muutokset geeniekspressiossa lopulta vaikuttavat käyttäytymiseen, Berger ja hänen tiiminsä käyttivät käyttäytymistestiä. Hiiret altistettiin "neutraaleille" ärsykkeille ja alkoholipalkkiolle eri osastoissa, erottuvat ympäristömerkeillä. Tämän hoitojakson jälkeen tutkijat mitasivat hiirien mieltymyksen sallimalla niiden vapaan pääsyn kumpaankin osastoon, ja kirjataan sekä neutraalissa että alkoholiparissa vietetty aika. He havaitsivat, odotetusti, hiiret, joilla oli normaali ACSS2 -aktiivisuus, viettivät enemmän aikaa alkoholitilassa harjoitusjakson jälkeen.

Testaa ACSS2:n merkitys tässä toiminnassa, tutkijat vähensivät ACSS2:n proteiinipitoisuutta aivoalueella, joka on tärkeä oppimiseen ja muistiin, ja huomasi, alennetulla ACSS2:lla, alkoholiparillista osastoa ei esitetty.

"Tämä osoittaa meille, että alkoholiin liittyvä muistinmuodostus vaatii ACSS2:n, "Egervari sanoi." Molekyyli- ja käyttäytymistietomme yhdessä otettuna, ACSS2:n mahdolliseksi interventiokohteeksi alkoholinkäytön häiriöissä; jossa alkoholiin liittyvien ympäristövihjeiden muisti on ensisijainen himo- ja uusiutumissuhde pitkittyneiden pidättäytymisaikojen jälkeenkin. "

Tärkeää nämä havainnot viittaavat siihen, että muut ulkoiset tai perifeeriset fysiologisen asetaatin lähteet - pääasiassa suoliston mikrobiomi - voivat samalla tavoin vaikuttaa keskushermoston asetylaatioon ja aivotoimintaan, joka voi joko hallita tai edistää muita metabolisia oireyhtymiä.

Sen lisäksi, että tutkitaan alkoholin kulutuksen vaikutusta aikuisten aivomuutoksiin, Tiimi tutki myös raskaana olevien hiirien kulutuksen vaikutuksia ja siten alkoholin vaikutusta aivosoluihin kehittyvillä hiirillä. Kohdussa , alkoholi aiheuttaa heikentynyttä hermoston kehitysgeenin ilmentymistä ja voi aiheuttaa lukuisia alkoholiin liittyviä synnytyksen jälkeisiä sairauden oireita, kuten pienen pään koon, alhainen ruumiinpaino, ja hyperaktiivisuus. Ja vaikka sikiön alkoholispektrin häiriöistä (FASD) kärsivien määrä-joka sisältää sikiön alkoholioireyhtymän-ei ole tiedossa, Centers for Disease Control and Prevention ehdottaa, että Yhdysvalloissa ja joissakin Länsi -Euroopan maissa koko FASD -valikoima voi olla jopa 1–5 prosenttia väestöstä.

Tässä tutkimuksen osassa tutkijat havaitsivat, alkoholin kulutuksen yhteydessä, asetaatti kulkeutuu istukan kautta kehittyvään sikiöön. Näiden hiirien sikiöaivot osoittivat, että alkoholialtistus raskaana olevan naisen "humalajuomisen" tasolla johti alkoholista peräisin olevien asetyyliryhmien kerrostumiseen histoneihin sikiön aivoissa varhaisessa hermoston kehityksessä hiirillä.

Aivan kuten tutkimuksen ensisijaiset tulokset olisivat hyödyllisiä alkoholin käyttöhäiriön mahdollisessa hoidossa, Nämä tulokset voivat vaikuttaa sikiön alkoholioireyhtymän ymmärtämiseen ja torjumiseen.

• Korkeammat kemikaalitasot äitijärjestelmässä raskauden aikana, mikä liittyy lasten alhaisempaan älykkyysosamäärään
• E. coli -bakteerin leviäminen huonon wc -hygienian vuoksi,