Metadata language
Instytut Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN
Contributor:Magalska, Adriana (1976) : Supervisor
Publisher:Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN
Place of publishing: Date issued/created: Description:115 pages : illustrations ; 30 cm ; Bibliography ; Summary in English
Degree grantor:Instytut Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN
Type of object: Subject and Keywords:Chromatin ; Epigenetics ; HDAC1 ; Long term potentation ; Neuronal activation ; Neuroplasticity
Abstract:
Funkcjonowanie organizmów żywych w nieustannie zmieniającym się środowisku wymaga od nich zdolności zarówno do szybkiej reakcji, jak i ciągłego uczenia się i formowania pamięci. Predyspozycja do adaptacji u zwierząt wiąże się z zachodzeniem długotrwałych modyfikacji funkcjonalnych w ich komórkach i tkankach. Współcześnie nie ma wątpliwości, że długotrwałe zmiany obserwowane na poziomie komórki wymagają zmian w ekspresji genów, co wpływa na morfologię i funkcjonowanie komórek, w tym neuronów, i w końcowym efekcie na zachowanie. Wcześniej uzyskane wyniki w Pracowni Neuromorfologii Molekularnej i Systemowej wykazały, że indukcja długotrwałego wzmocnienia synaptycznego w szczurzych neuronach hipokampalnych hodowanych in vitro skutkuje globalną kondensacją chromatyny. Wspomnianej rearanżacji towarzyszył wzrost poziomu białka c-FOS, kodowanego przez gen odpowiedzi wczesnej c-Fos. Zmiany te były odwracalne i nie były związane z programowaną śmiercią komórki. W związku z powyższym, celem niniejszej rozprawy było wyjaśnienie molekularnego mechanizmu wywołującego zmiany w przestrzennej organizacji chromatyny, zachodzące wskutek pobudzenia komórki nerwowej. Uzyskane wyniki wykazały, że tempo i nasilenie zmian w organizacji chromatyny różnią się w zależności od typu badanych neuronów. Kondensacji chromatyny towarzyszyły zmiany w transkrypcji 931 genów, zmiany w lokalizacji potranslacyjnie modyfikowanych histonów i reorganizacja terytorium chromosomu 1. Co ciekawe, zmiany w organizacji chromatyny były niezależne od zachodzącej na skutek pobudzenia transkrypcji genów, bo pomimo specyficznego zahamowania aktywności polimerazy RNA II, chromatyna nadal ulegała kondesacji. Ponadto, wyniki pokazały, że kondensacja chromatyny jest zależna od napływu jonów wapnia do wnętrza komórki. Użycie inhibitorów deacetylaz histonowych o różnej specyficzności pozwoliło zidentyfikować deacetylazę HDAC1 jako bezpośrednio zaangażowaną w zmiany przestrzennej organizacji chromatyny po pobudzeniu neuronów. Wyciszenie ekspresji genu Hdac1 za pomocą specyficznej spinki RNA, spowodowało widoczne zahamowanie kondensacji chromatyny, którą udało się przywrócić poprzez podanie ludzkiej wersji białka HDAC1, niewrażliwej na działanie interferencyjnego RNA. Podsumowując, z uzyskanych wyników i danych literaturowych wyłania się obraz podwójnej roli białka HDAC1. Z jednej strony jego oddysocjowanie od DNA konieczne jest do aktywacji transkrypcji np. niektórych genów odpowiedzi wczesnej. Z drugiej – jego obecność na chromatynie jest kluczowa dla kondensacji chromatyny w celu wyciszenia transkrypcji genów, które w danej chwili nie powinny ulegać ekspresji. Kondensacja chromatyny powodowana pobudzeniem może mieć długotrwały wpływ na funkcje neuronów, a tym samym odgrywać znaczącą rolę w plastyczności synaptycznej, obejmując procesy takie jak uczenie się i formowanie pamięci.
Nencki Institute of Experimental Biology of the Polish Academy of Sciences
Original in:Library of the Nencki Institute of Experimental Biology PAS
Projects co-financed by: Access: