Исследователи из двух подразделений Массачусетского госпиталя общей практики — Центра биомедицинского имаджининга и Химической биомедицинской лаборатории — разработали методику наблюдения за эпигенетической регуляцией работы генов мозга в живом организме в реальном времени. Новый способ опубликован в журнале Science Translational Medicine.
Для столь ювелирного метода изучения ацетилирования связанных с ДНК белков-гистонов сотрудники Химической биомедицинской лаборатории научились синтезировать вещество, получившее название мартиностат. Это молекула, меченая радиоактивным изотопом углерода C11, и связывается с ферментами деацетилазами гистонов (HDAC), основными «рабочими лошадками» ацетилирования.
Изотоп C11 распадается с испусканием позитрона (античастицы электрона) и при встрече с первым же атомом, аннигилирует, испуская гамма-кванты, которые регистрируются позитронным эмиссионным томографом (ПЭТ). Таким образом можно отслеживать активность HDAC в различных регионах мозга, а, значит, и следить за эпигенетическими процессами.
Сначала исследователи провели эксперименты на грызунах и приматах, а затем приступили к людям. Восемь добровольцев принимали мартиностат и немедленно ложились в томограф ПЭТ. Оказалось, что в сером веществе экспрессия HDAC почти вдвое выше, чем в белом, а в самом сером веществе максимальный уровень наблюдался в путамене (скорлупе, части чечевицеобразного ядра) и мозжечке, которые отвечают за обучение и движение, а минимальный — в гиппокампе и миндалине, ответственные за память, принятие решений и эмоции.
Insights into neuroepigenetics through human histone deacetylase PET imaging
Hsiao-Ying Wey, Tonya M. Gilbert,Nicole R. Zürcher, Angela She, Anisha Bhanot, Jacob M. Hooker et al.
Science Translational Medicine
DOI: 10.1126/scitranslmed.aaf7551