Wie reguliert das DNMT3A1-Enzym um passgenaue epigenetische Signaturen in der DNA zu setzen?

Wissenschaftlern des Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN) in Magdeburg haben sich die spannende Frage gestellt, wie Erinnerungen Spuren in der DNA hinterlassen. Die Forschungsergebnisse dazu wurden jetzt in einer Studie vorgestellt. Es wird allgemein angenommen, dass eine schnelle und reversible DNA-Methylierung im Gehirn für die Stabilität des Langzeitgedächtnisses wesentlich ist, aber es ist nur sehr wenig darüber bekannt, wie synaptische Signale die DNA-Methylierung steuern können, um dauerhafte Veränderungen in der plastizitätsbezogenen Genexpression hervorzurufen. Die Ergebnisse der Studie der Magdeburger LIN-Forschungsgruppe von Michael R. Kreutz zeigt einen Mechanismus auf, wie die Aktivität von Synapsen die Stabilität und Menge an DNA-methylierendem Enzym kontrolliert.

Einen Mechanismus entdeckt

Die Autoren der Studie haben einen Mechanismus entdeckt, der die synaptische Kontrolle der DNMT3A1-Spiegel in Neuronen ermöglicht. Dadurch entsteht ein aktivitätsabhängiges Zeitfenster für eine reduzierte DNA-Neu-Methylierung an einer Gruppe von Zielgenen. Um das Enzym zielgerichtet abzubauen, wird es mit einem Marker, einer sogenannten Neddylierung, biochemisch gekennzeichnet. Das geschieht beispielsweise, wenn Mäuse lernen, sich an die exakte Platzierung von Objekten in einer Arena zu erinnern. Wenn dieser Neddylierungs-Prozess blockiert wird, sind Synapsen weniger plastisch und die Mäuse haben ein deutlich schlechteres Erinnerungsvermögen.

„Wir wollten wissen, wie Synapsen DNA-Methylierung steuern können und warum der kontrollierte Abbau des DNA-Methylierungsenzyms so wichtig für das Gedächtnis ist. Wir fanden heraus, dass eines der Target-Gene der Plastizitätsfaktor BDNF ist, der speziell für solche räumlichen Lern- und Gedächtnisprozesse eine zentrale Rolle spielt“, erklärt Erstautorin Gonca Bayraktar. „Diese Befunde sind spannend, weil bekannt ist, dass Störungen in der DNA-Methylierung auch eine Begleiterscheinung neuropsychiatrischer Erkrankungen wie Schizophrenie oder Depression sind, und dass das BDNF-Genprodukt auch bei diesen Krankheiten stark reduziert ist“.

(Quelle: PI LIN;18-8-2020)

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Quellen-URL (abgerufen am 12.04.2021 - 02:28): http://www.neuromedizin.de/Forschung/Wie-reguliert-das-DNMT3A1-Enzym-um-passgenaue-epigenetische-.htm
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