Новое исследование на мышах, проведенное учеными из Медицинского центра Векснера при Университете штата Огайо, Медицинского колледжа и Имперского колледжа Лондона, изучило, как восстанавливаются нервные клетки, что может привести к появлению новых методов лечения повреждений нервов.
Исследователи изучили, как трехмерная структура ДНК в нервных клетках влияет на их способность восстанавливаться после травм. Их результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Мы обнаружили, что определенные петли ДНК, называемые петлями промотора-усилителя, важны для включения генов, которые помогают нервам расти снова. Эти петли удерживаются вместе белковым комплексом, называемым когезином. Когда этого белка нет, петли ДНК формируются неправильно, и нервы не могут нормально восстанавливаться», — говорит автор исследования Илария Палмисано из Университета штата Огайо.
Палмисано проводил эту работу во время учебы в Имперском колледже Лондона совместно с профессором Симоне Ди Джованни из Имперского колледжа, а также другими исследователями, в том числе, учеными из Университета Майами.
Способность нейронов к регенерации в периферической нервной системе частично зависит от активации регенеративных генов. Это приводит к синтезу новых белков, необходимых для восстановления поврежденных нервов.
«Хроматин, который является «инструкцией по эксплуатации» каждой клетки, плотно сложен внутри клеточного ядра. То, как он разворачивается или «открывается» при активации, влияет на то, как инструкции «читаются» и интерпретируются клетками», — сказал ведущий автор исследования Ди Джованни из Имперского колледжа.
Их прошлые исследования на мышах показали, что активация регенеративных генов зависит от организации хроматина. Чтобы вызвать восстановление поврежденных нервов, хроматин нейронов должен быть открыт, сказал Палмисано.
Текущие исследования группы на мышах выявили еще один аспект организации хроматина, который имеет решающее значение для восстановления поврежденных нервов.
«Мы знаем, что хроматин организован в сложную структуру, состоящую из трехмерных доменов ( геномных регионов ), внутри которых хроматин сворачивается в петли», — сказал Палмисано. «Эти петли обеспечивают контакт между «геномными местами», которые находятся далеко друг от друга в линейной геномной последовательности. Эти точки контакта имеют решающее значение, поскольку они обеспечивают связь между генами и их регуляторными последовательностями, называемыми «энхансерами», что приводит к повышению активности генов».
Исследователи обнаружили, что после повреждения периферической нервной системы образуются специфические контакты между определенными регенеративными генами и определенными усилителями в нейронах.
«Наше исследование имеет широкие последствия для нейронной биологии и предлагает новые пути для новых стратегий восстановления», — сказал Палмисано. «Будущие направления будут заключаться в понимании того, как белок когезин активируется после повреждения нерва. Таким образом, мы можем дополнительно активировать когезин для содействия регенерации в условиях, когда он слаб или отсутствует, как в центральной нервной системе».
