Nature子刊：表觀遺傳學調控與小腦發育
日期：2014-06-24 09:30:17
渥太華大學的研究團隊在Nature Communications雜志上發表文章指出，Snf2h基因能夠通過控制染色質的組成形式，對小腦發育產生特殊的影響。小腦是大腦的重要控制中心，與平衡能力、精細運動和復雜的肢體運動有關。
運動員和藝術家們的非凡成就取決于他們的小腦，同樣小腦對我們的日常生活也很關鍵，比如行走、進食、開車等活動。日前，渥太華大學的David Picketts教授領導研究團隊發現，在發育過程中去除小鼠的Snf2h，會使其小腦小于正常水平，影響小鼠的平衡能力和精細運動。
研究顯示，Snf2h基因是大腦神經干細胞中的一個主要調控者。如果在小鼠發育早期去除這一基因，其小腦就只能長成正常大小的三分之一，而且小鼠的行走、平衡和運動協調能力都會受到影響。這種被稱為小腦共濟失調（cerebellar ataxia）的癥狀出現在許多神經退行性疾病中。
Snf2h是一種ATP依賴的染色質重塑蛋白，決定著核小體的裝配、重新定位和間隔。研究人員發現，失活神經干細胞中的Snf2h，會降低組蛋白H1和H2A的水平。也就是說Snf2h能通過控制染色質的組織形式和組蛋白動態，決定相關基因的表達模式。
“在神經干細胞分裂并分化成為神經元的過程中，Snf2h基因負責決定哪些基因可以激活，哪些基因仍舊緊密包裝，”Dr. Picketts說。“在缺乏這一基因的情況下，本應包裝起來的基因被激活，其他基因也不能正確活化。這種混亂的染色質組織形式，會使神經元無法正常工作。”
小腦能夠對外界刺激做出應答，其神經元數量差不多是整個大腦的一半。當我們進行某項訓練時，特定基因群體的啟動和關閉增強了小腦中的相應神經回路，逐步完善機體執行這項任務的能力。這一復雜的持續性過程需要Snf2h基因進行協調，人們將這種能夠根據外界信號調節基因開關的因子稱為表觀遺傳學調控子。
“表觀遺傳學調控子控制著人類的記憶、行為和學習能力，”Dr. Picketts說。“缺乏Snf2h就不能生成足夠的小腦神經元，已生成的神經元也不能正確應答和適應外界信號。這種混亂的基因表達譜，會導致小腦共濟失調和動物的過早夭折。”
2012年Dr. Picketts團隊在Developmental Cell雜志上發表文章指出，小鼠缺乏Snf2l（Snf2h的姐妹基因）時，大腦變得更大但功能完全正常。此時，大腦各區域的細胞增多，干細胞分裂也更為活躍。研究人員指出，大腦的正常發育需要Snf2l和Snf2h基因達到某種活性平衡。
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