研究發現，組蛋白乙酰化、轉錄因子動態參與大腦發育過程中的基因表達

沒有人是一座孤島，也沒有神經元是一座孤島:大腦需要腦細胞之間錯綜復雜的聯系才能正確地完成工作。現在，來自日本的研究人員發現了一種基本機制，可以讓神經元知道何時以及如何形成這些連接。

在最近發表在《Cell Reports》上的一項研究中，大阪大學和深圳灣實驗室的研究人員揭示了人類腦細胞中與學習和記憶有關的蛋白質的行為，這項研究名為“CBP預先確定的基因位點上的重復CREB-DNA相互作用誘導了人類皮層神經元中活性依賴性基因的表達”。

在發育中的大腦中，神經元活動刺激了腦細胞生長和形成連接所需的基因的表達。如果這個過程被打亂，發育和精神疾病就會發展。

“轉錄因子cAMP反應元件結合蛋白(CREB)是大腦學習和形成記憶所必需的，”該研究的主要作者Yuri Atsumi說。“雖然已知CREB和CREB結合蛋白(CBP)相互作用以刺激發育中的大腦中的基因表達，但尚不清楚神經元活動如何影響這種相互作用。”

為了探索這一點，研究人員使用了一種稱為單分子成像的復雜顯微鏡技術來跟蹤人類腦細胞中CREB和CBP的運動。

“結果非常清楚，”共同資深作者Noriyuki Sugo解釋說。“我們發現神經元活動顯著增加了CREB和DNA之間以及CREB和CBP之間的重復、長期相互作用。”

這些相互作用吸引了激活基因表達的RNA聚合酶II。此外，研究人員發現CREB與DNA相互作用以促進基因表達的位點需要CBP介導的事先乙酰化。

共同資深作者Nobuhiko Yamamoto說:“這些發現不僅闡明了大腦發育中學習和記憶的機制，還為精神疾病的發展提供了新的見解。”

考慮到CBP是一種可以導致魯賓斯坦-泰比綜合征的基因，患者表現出智力遲鈍和智力殘疾，CBP蛋白的失活可以幫助解釋這種疾病是如何發展的。在三維類腦模型中進一步探索CREB-CBP相互作用可以進一步了解本研究中觀察到的神經元活動的影響。

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