어린 시절의 경험은 성인 뇌의 DNA에 영향을 미칩니다

어린 시절의 경험은 성인 뇌의 DNA에 영향을 미칩니다

Sal 과학자들은 모성 행동이 생쥐의 뇌 세포를 어떻게 변화시키는지를 발견했습니다.

LA JOLLA—천성 대 양육이라는 영원한 질문에서 새로운 연구는 둘 사이의 흥미로운 연관성을 시사합니다. Salk Institute 과학자들은 저널에 보고합니다. 과학 암컷 마우스가 새끼에게 제공하는 어미 유형이 실제로 DNA를 변경한다는 것입니다. 이 작업은 어린 시절 환경이 인간의 뇌 발달에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 연구를 지원하고 다음과 같은 신경 정신 장애에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 우울증과 정신분열증.

"우리는 우리의 DNA가 우리를 우리 자신으로 만드는 안정적이고 변하지 않는 것이라고 배웠지만 실제로는 훨씬 더 역동적입니다."라고 말합니다. 러스티 게이지, Salk의 유전학 연구소 교수. "자신을 복제하고 이동할 수 있는 유전자가 세포에 있다는 것이 밝혀졌습니다. 이는 어떤 면에서 DNA가 변한다는 것을 의미합니다."

적어도 2005년 동안 과학자들은 포유류 뇌의 대부분의 세포가 예를 들어 이웃과 약간 다르게 각 뉴런을 만드는 DNA 변화를 겪는다는 사실을 알고 있었습니다. 이러한 변화 중 일부는 게놈의 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 "점핑" 유전자(공식적으로 LINE(긴 산재 핵 요소)로 알려짐)로 인해 발생합니다. 1년에 Gage 연구실은 게놈의 새로운 위치에 자신을 복사하여 붙여넣는 것으로 이미 알려진 LXNUMX이라는 점핑 유전자가 발달 중인 신경 뇌 세포에서 점핑할 수 있음을 발견했습니다.

연구팀은 그러한 변화가 뇌 세포 사이에 잠재적으로 도움이 되는 다양성, 미세 조정 기능을 생성하지만 신경 정신병 상태에도 기여할 수 있다는 가설을 세웠습니다.

"우리는 한동안 세포가 DNA에 변화를 얻을 수 있다는 것을 알고 있었지만, 아마도 무작위 과정이 아닐 수도 있다고 추측되었습니다. "어쩌면 변화를 더 자주 또는 덜 자주 발생시키는 요인이 뇌나 환경에 있을 수 있습니다."

이를 알아보기 위해 Gage, Bedrosian 및 동료들은 생쥐와 새끼 사이의 모성 관리의 자연적 변화를 관찰하기 시작했습니다. 그런 다음 그들은 감정, 기억 및 일부 비자발적 기능과 관련된 자손의 해마에서 DNA를 조사했습니다. 연구팀은 산모의 돌봄과 L1 카피 수 사이의 상관관계를 발견했다. 주의 깊은 어미가 있는 쥐는 점핑 유전자 L1의 사본이 적고, 태만한 어미를 둔 쥐는 L1 사본이 더 많아 뇌의 유전적 다양성이 더 크다.

그 차이가 우연이 아님을 확인하기 위해 팀은 각 새끼의 두 부모의 DNA를 확인하여 자손이 부모로부터 L1 수를 물려받지 않았는지 확인하는 등 여러 제어 실험을 수행했습니다. 여분의 DNA가 실제로 게놈 DNA이며 세포핵 외부의 유전 물질이 아님을 확인했습니다. 마지막으로 그들은 새끼를 교배하여 방치된 어미에게서 태어난 생쥐를 주의 깊은 생쥐가 키우고 그 반대의 경우도 마찬가지였습니다. L1 수와 어미 양육 스타일 사이의 상관관계에 대한 초기 결과는 다음과 같습니다. 방치된 어미에게서 태어났지만 세심한 어미가 키운 쥐는 주의 깊은 어미에게서 태어났지만 방치된 어미가 키운 쥐보다 L1 사본이 적었습니다.

연구원들은 어머니가 방치된 자손이 더 많은 스트레스를 받고 이것이 어떻게든 유전자를 더 자주 복제하고 이동하게 만든다는 가설을 세웠습니다. 흥미롭게도 산모의 보살핌과 다른 알려진 점핑 유전자의 수 사이에는 유사한 상관관계가 없었으며 이는 L1의 고유한 역할을 시사했습니다. 그래서 다음으로 팀은 메틸화(유전자가 복사되어야 하는지 아닌지를 알려주고 환경적 요인의 영향을 받을 수 있음)를 나타내는 DNA의 화학적 표시 패턴을 조사했습니다. 이 경우 다른 알려진 점핑 유전자의 메틸화는 모든 자손에서 일관되었습니다. 그러나 L1의 경우는 달랐습니다. 방치된 어미를 둔 쥐는 세심한 어미를 둔 쥐보다 메틸화된 L1 유전자가 눈에 띄게 적었습니다. 이는 메틸화가 L1 유전자의 이동성을 담당하는 메커니즘임을 시사합니다.

"이 발견은 다른 유전자에 대한 DNA 메틸화의 변화된 패턴을 보여주는 어린 시절 방치에 대한 연구와 일치합니다. "메커니즘을 이해하면 개입 전략을 개발할 수 있기 때문에 희망적입니다."

연구원들은 L1 요소 증가의 기능적 결과가 있는지 여부가 현재로서는 불분명하다고 강조합니다. 향후 작업에서는 미로에서 치료로 이어지는 경로를 기억하는 것과 같은 인지 테스트에서 마우스의 성능이 L1 유전자의 수와 상관관계가 있는지 여부를 조사할 것입니다.

다른 저자로는 Salk의 Carolina Quayle과 Nicole Novaresi가 있습니다.

이 작업은 National Institutes of Health(R01 MH095741, U01 MH106882 및 F32 MH102983), G. Harold 및 Leila Y. Mathers 자선 재단, Leona M. 및 Harry B. Helmsley 자선 신탁 보조금 #2012-PG- MED00, Engman 재단, JPB 재단, Annette C. Merle-Smith 및 NARSAD 젊은 조사자 상.