Các tế bào thần kinh thay đổi DNA của chính chúng. Thư viện kỹ thuật miễn phí

TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, SỰ PHÁT TRIỂN TRONG ĐIỆN TỬ
Thư viện kỹ thuật miễn phí / nguồn cấp tin tức

Tế bào thần kinh thay đổi DNA của chính chúng

06.05.2015

Sự ổn định của DNA là chìa khóa cho một cuộc sống lâu dài và hạnh phúc, vì vậy tế bào cố gắng loại bỏ tất cả các đột biến với sự trợ giúp của các máy phân tử đặc biệt. Tất nhiên, ở đây chúng ta có thể nhớ lại hiện tượng lai chéo, xảy ra, ví dụ, trong quá trình trưởng thành của tế bào mầm (và trong các tế bào đang phân chia nói chung) - trong quá trình lai chéo, sự trao đổi đoạn DNA trên quy mô lớn xảy ra giữa các nhiễm sắc thể tương đồng. .

Tuy nhiên, quá trình này đang được kiểm soát cẩn thận, và nó vẫn gắn liền với quá trình phân chia tế bào. Đối với các trường hợp bất ổn định khác của hệ gen, chúng phát sinh do các nguyên nhân bên ngoài (chẳng hạn như bức xạ đột biến), hoặc do hoạt động không chính xác của các cỗ máy phân tử liên quan đến quá trình nhân đôi và sửa chữa DNA. Một tế bào bình thường, khỏe mạnh cố gắng theo dõi những thay đổi trong nhiễm sắc thể càng chặt chẽ càng tốt và nếu có thể, khôi phục mọi thứ như ban đầu.

Tất cả những điều đáng ngạc nhiên hơn là kết quả của nhóm nghiên cứu của Hongjun Song tại Đại học Johns Hopkins. Ông và các cộng sự đã phát hiện ra rằng các tế bào thần kinh não bình thường, trưởng thành liên tục tạo ra những thay đổi đối với DNA của chính chúng bằng cách sử dụng các dấu hiệu biểu sinh. Như bạn đã biết, để thay đổi hoạt động của một gen cụ thể, tế bào không cần can thiệp vào trình tự nucleotide, chỉ cần cung cấp cho gen đó những dấu hiệu đặc biệt sẽ làm cho nó kém hấp dẫn hơn đối với protein tổng hợp RNA. Các dấu hiệu này là các nhóm metyl được gắn vào gốc nitơ của cytosine, một trong bốn "chữ cái" của mã di truyền. (Trong ngoặc đơn, đề phòng trường hợp, chúng tôi lưu ý rằng các dấu metyl và quy định biểu sinh nói chung không phải là cách duy nhất để kiểm soát hoạt động của gen.)

Quá trình methyl hóa DNA rất dễ dàng, nhưng có thể xảy ra trường hợp nhãn cần được loại bỏ khỏi cytosine. Điều này không còn dễ thực hiện nữa, và ở đây toàn bộ chuỗi phản ứng được khởi động, và trên đường đi, chữ "chữ cái" được dán nhãn được cắt ra và cytosine thông thường, không được metyl hóa được chèn vào vị trí của nó. Đó là, một lỗ hổng được hình thành trên một trong các chuỗi DNA, là yếu tố gây mất ổn định mạnh - sau cùng, một số “chữ cái” khác có thể nhầm lẫn vào đây, và chúng ta sẽ nhận được một đột biến thực sự. Tuy nhiên, các quá trình methyl hóa và khử methyl DNA diễn ra khá tích cực trong tế bào động vật có vú, ngay cả trong cơ quan “mỏng manh” như não, cơ quan thường được bảo vệ tối đa khỏi môi trường bên ngoài không thể đoán trước và từ phần còn lại của cơ thể.

Trong bài báo của họ trên Nature Neuroscience, các tác giả viết rằng trong tế bào thần kinh não chuột, hoạt động khử methyl rõ ràng có liên quan đến tính dẻo của tế bào tiếp hợp. Tính dẻo của khớp thần kinh được hiểu là khả năng của một tế bào thần kinh để điều chỉnh sức mạnh của kết nối giữa các dây thần kinh với các tế bào lân cận của nó - nhờ nó, xung động trong chuỗi có thể yếu đi hoặc tăng lên. Ở cấp độ phân tử, điều này có thể được thấy bằng cách số lượng chất dẫn truyền thần kinh truyền tín hiệu từ nơ-ron này sang nơ-ron khác thay đổi như thế nào và số lượng thụ thể chất dẫn truyền thần kinh ở "bên nhận" thay đổi như thế nào - phạm vi thay đổi càng rộng thì càng lớn. tính dẻo của nơron. Vì vậy, khi gen Tet3, ngăn chặn quá trình khử methyl, bị tắt trong tế bào não, độ dẻo của khớp thần kinh tăng lên; ngược lại khi kích thích hoạt động của Tet3 thì độ dẻo giảm.

Các thí nghiệm tiếp theo cho thấy gen Tet3 ảnh hưởng đến mức độ của protein GluR1 tiếp hợp, protein này chỉ hoạt động như một thụ thể cho các chất dẫn truyền thần kinh. Nếu các tế bào thần kinh bắt đầu phản ứng với kích thích không đáng kể nhất, hoạt động của Tet3 tăng lên, và kết quả là mức độ thụ thể GluR1 giảm - tức là các tế bào ngừng phản ứng với những thay đổi nhỏ nhất trong xung động, các khớp thần kinh trở lại chế độ hoạt động tiêu chuẩn. Nhưng điều ngược lại cũng có thể đúng: nếu hoạt động của các khớp thần kinh bị giảm đáng kể, thì trong Tet3 nó cũng giảm theo, do đó mức độ GluR1 tăng lên - điều này được phản ánh trong hoạt động của các khớp thần kinh. Hoạt động của gen chịu trách nhiệm khử methyl có thể được nhìn thấy bằng trạng thái của DNA, bằng tần suất một nucleotide bị cắt ra trong đó.

Độ dẻo của khớp thần kinh gắn liền với khả năng học hỏi - người ta tin rằng càng nhiều thì càng tốt cho não. Nhưng rõ ràng nó phải có một số loại cơ quan điều hòa, một trong số đó bất ngờ hóa ra là gen Tet3, phản ứng với những thay đổi trong hoạt động của các điểm tiếp xúc giữa các dây thần kinh. Tất nhiên, câu hỏi được đặt ra là làm thế nào chính xác "vi phẫu" này của DNA, tức là, việc cắt liên tục các chữ cái từ một chuỗi nucleotide, ảnh hưởng đến khả năng của các khớp thần kinh phản ứng với các tín hiệu khác nhau. Có thể những khoảng trống trong chuỗi DNA rơi chính xác vào những gen ảnh hưởng trực tiếp đến sức mạnh và độ nhạy của các khớp thần kinh, nhưng những gì chính xác xảy ra ở đó chỉ có thể được biết từ các nghiên cứu sâu hơn.

<< Quay lại: Rơle quá tải đa chức năng Dòng EMT6 của EATON 06.05.2015

>> Chuyển tiếp: Hình ảnh Canon nhỏ gọnFormula DR C240 05.05.2015

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Sự tồn tại của quy luật entropy cho sự vướng víu lượng tử đã được chứng minh 09.05.2024

Cơ học lượng tử tiếp tục làm chúng ta ngạc nhiên với những hiện tượng bí ẩn và những khám phá bất ngờ. Gần đây, Bartosz Regula từ Trung tâm Điện toán Lượng tử RIKEN và Ludovico Lamy từ Đại học Amsterdam đã trình bày một khám phá mới liên quan đến sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với entropy. Sự vướng víu lượng tử đóng một vai trò quan trọng trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử hiện đại. Tuy nhiên, sự phức tạp trong cấu trúc của nó khiến cho việc hiểu và quản lý nó trở nên khó khăn. Khám phá của Regulus và Lamy chứng tỏ rằng sự vướng víu lượng tử tuân theo một quy luật entropy tương tự như quy luật đối với các hệ cổ điển. Khám phá này mở ra những góc nhìn mới trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử, giúp chúng ta hiểu sâu hơn về sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với nhiệt động lực học. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng đảo ngược của các phép biến đổi vướng víu, điều này có thể đơn giản hóa đáng kể việc sử dụng chúng trong các công nghệ lượng tử khác nhau. Mở một quy tắc mới ... >>

Điều hòa mini Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Mùa hè là thời gian để thư giãn và du lịch, nhưng thường thì cái nóng có thể biến thời gian này thành một sự dày vò không thể chịu đựng được. Gặp gỡ sản phẩm mới của Sony - điều hòa mini Reon Pocket 5, hứa hẹn sẽ mang đến mùa hè thoải mái hơn cho người dùng. Sony vừa giới thiệu một thiết bị độc đáo - máy điều hòa mini Reon Pocket 5, giúp làm mát cơ thể trong những ngày nắng nóng. Với nó, người dùng có thể tận hưởng sự mát mẻ mọi lúc, mọi nơi chỉ bằng cách đeo nó quanh cổ. Máy điều hòa mini này được trang bị tính năng tự động điều chỉnh các chế độ vận hành cũng như cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Nhờ công nghệ tiên tiến, Reon Pocket 5 điều chỉnh hoạt động tùy thuộc vào hoạt động của người dùng và điều kiện môi trường. Người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ bằng ứng dụng di động chuyên dụng được kết nối qua Bluetooth. Ngoài ra, còn có áo phông và quần short được thiết kế đặc biệt để thuận tiện, có thể gắn một chiếc điều hòa mini. Thiết bị có thể ồ ... >>

Năng lượng từ không gian cho Starship 08.05.2024

Sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian ngày càng trở nên khả thi hơn với sự ra đời của các công nghệ mới và sự phát triển của các chương trình không gian. Người đứng đầu công ty khởi nghiệp Virtus Solis chia sẻ tầm nhìn của mình về việc sử dụng Starship của SpaceX để tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo có khả năng cung cấp năng lượng cho Trái đất. Startup Virtus Solis đã tiết lộ một dự án đầy tham vọng nhằm tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo sử dụng Starship của SpaceX. Ý tưởng này có thể thay đổi đáng kể lĩnh vực sản xuất năng lượng mặt trời, khiến nó trở nên dễ tiếp cận hơn và rẻ hơn. Cốt lõi trong kế hoạch của startup là giảm chi phí phóng vệ tinh lên vũ trụ bằng Starship. Bước đột phá công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp việc sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian trở nên cạnh tranh hơn với các nguồn năng lượng truyền thống. Virtual Solis có kế hoạch xây dựng các tấm quang điện lớn trên quỹ đạo, sử dụng Starship để cung cấp các thiết bị cần thiết. Tuy nhiên, một trong những thách thức quan trọng ... >>

Phương pháp mới để tạo ra pin mạnh mẽ 08.05.2024

Với sự phát triển của công nghệ và việc sử dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị điện tử, vấn đề tạo ra nguồn năng lượng hiệu quả và an toàn ngày càng trở nên cấp thiết. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland vừa tiết lộ một phương pháp mới để tạo ra pin kẽm công suất cao có thể thay đổi cục diện của ngành năng lượng. Một trong những vấn đề chính của pin sạc gốc nước truyền thống là điện áp thấp, điều này hạn chế việc sử dụng chúng trong các thiết bị hiện đại. Nhưng nhờ một phương pháp mới được các nhà khoa học phát triển nên nhược điểm này đã được khắc phục thành công. Là một phần trong nghiên cứu của họ, các nhà khoa học đã chuyển sang một hợp chất hữu cơ đặc biệt - catechol. Nó hóa ra là một thành phần quan trọng có thể cải thiện độ ổn định của pin và tăng hiệu quả của nó. Cách tiếp cận này đã làm tăng đáng kể điện áp của pin kẽm-ion, khiến chúng trở nên cạnh tranh hơn. Theo các nhà khoa học, loại pin như vậy có một số ưu điểm. Họ có b ... >>

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Trong một giấc mơ, bộ não nhìn thấy một cái gì đó mới 24.08.2015

Giấc ngủ của chúng ta được chia thành giai đoạn chậm và nhanh, và giai đoạn nhanh còn được gọi là giấc ngủ REM, trong đó REM - chuyển động mắt nhanh, chuyển động mắt nhanh. Người ta thường nói rằng tại thời điểm này chúng ta đang mơ, và đôi mắt di chuyển theo những hình ảnh đang chạy nhanh qua bộ não đang ngủ. Tuy nhiên, không có bằng chứng trực tiếp nào về điều này - cho đến tận ngày nay.

Các nhà sinh học thần kinh từ Đại học Tel Aviv, Đại học California ở Los Angeles và Đại học Wisconsin Madison đã liên quan đến 19 bệnh nhân mắc chứng động kinh sắp được phẫu thuật. Trước khi loại bỏ phần mô thần kinh gây ra cơn động kinh, bệnh nhân được tiêm các điện cực, được cho là chỉ ra vị trí, từ đó các tế bào thần kinh bắt đầu cơn động kinh. Thông thường trong những trường hợp như vậy, một số nghiên cứu cơ bản được thực hiện song song với quy trình y tế, bởi vì đây là cơ hội duy nhất để nhìn vào não người sống.

Itzhak Fried và các đồng nghiệp đã theo dõi hoạt động của các tế bào thần kinh riêng lẻ ở vỏ não thái dương giữa, nơi xảy ra quá trình chuyển đổi giữa nhận thức thị giác và trí nhớ. Các tế bào thần kinh cục bộ phản ứng với cả một bức ảnh mới và những gì chúng ta đã biết (ví dụ: với ảnh của bạn bè hoặc những nơi chúng ta đã đến thăm), và trong trường hợp thứ hai, thậm chí không cần nhìn vào bức ảnh, chỉ cần đóng lại. mắt của bạn và nhìn thấy một cái gì đó quen thuộc, được lưu trữ trong bộ nhớ, "con mắt của tâm trí". Bản chất hoạt động của tế bào thần kinh trong cả hai trường hợp là khác nhau. Hoạt động của các tế bào thần kinh được ghi lại khi một người đang ngủ, khi anh ta thức dậy và nằm trong phòng tối (và không nhìn thấy gì), và khi anh ta xem một số loại video và giao tiếp với mọi người. Trong một thử nghiệm riêng biệt, một tình nguyện viên đã được yêu cầu dán mắt vào một thứ gì đó để hiểu cách các tế bào thần kinh hoạt động khi mắt họ cố định.

Và hóa ra là trong giấc ngủ REM, các tế bào thần kinh hoạt động như thể não bộ nhìn thấy một điều gì đó mới - như thể chúng ta đang thức, đi vào một nơi hoàn toàn xa lạ với chúng ta. Trong giấc ngủ, các tế bào thần kinh hoạt động chính xác sau chuyển động mắt tiếp theo, vì vậy có thể lập luận rất lý do rằng công việc của mắt và công việc của các tế bào thần kinh thực sự có mối liên hệ với nhau. Kết quả của các thí nghiệm được mô tả trong một bài báo trên Nature Communications.

Những dữ liệu này, theo một nghĩa nào đó, mâu thuẫn với quan điểm mà theo đó, công việc vô thức được thực hiện trong não đang ngủ với những hình ảnh rơi vào trí nhớ khi chúng ta còn thức. Để nhắc lại, các tế bào thần kinh hoạt động giống như chúng hoạt động trong thực tế, và "nhìn thấy" không phải thứ gì đó quen thuộc có thể đến từ trí nhớ, mà là thứ gì đó mới mẻ. Tuy nhiên, ở đây, có quá nhiều điều mơ hồ và cạm bẫy để đưa ra kết luận toàn cầu.

Đầu tiên, "mới" và "cũ" có nghĩa là gì? Có thể sự kết hợp của những hình ảnh cũ mang lại cảm giác thị giác mới? Nếu các tế bào thực sự phản ứng với một cái gì đó mới, thì nó sẽ đến từ đâu, khi chúng nhắm mắt lại? Và, cuối cùng, và quan trọng nhất, mặc dù chúng tôi tin rằng chuyển động mắt nhanh trong giấc mơ cho thấy một giấc mơ, nhưng không có bằng chứng nghiêm ngặt nào cho điều này. Đó là, chúng ta không biết tại sao mắt chuyển động, liệu đây có phải là phản ứng với những giấc mơ hay không.

Theo một số giả thiết, giấc mơ thường ám chỉ khoảnh khắc khi chúng ta vừa chìm vào giấc ngủ hoặc khi chúng ta thức dậy, và chúng đại diện cho các tín hiệu truyền đến bộ não đang ngủ quên từ bên ngoài. Người ta vẫn hy vọng rằng các nghiên cứu sâu hơn sẽ giúp chúng ta hiểu những gì xảy ra với ý thức trong quá trình chuyển đổi từ trạng thái tỉnh sang giấc ngủ và ngược lại.

Thấy hết Lưu trữ tin khoa học công nghệ, điện tử mới

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web