Language
Country/Area
No result found
Trí nhớ trong tâm trí: Tại sao những thay đổi biểu sinh lại liên quan chặt chẽ đến sự hình thành trí nhớ?
Với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, mối liên hệ được quan sát giữa sự hình thành trí nhớ và những thay đổi rõ ràng trong gen ngày càng nhận được sự chú ý. Nghiên cứu hiện tại cho thấy những thay đổi biểu sinh, đặc biệt là kích hoạt biểu sinh, cung cấp cơ sở sinh học quan trọng cho việc mã hóa bộ nhớ.
Mồi biểu sinh là một sự thay đổi cụ thể trong bộ gen biểu sinh của tế bào, làm thay đổi các vùng nhiễm sắc thể nhất định trong tế bào từ trạng thái đóng sang trạng thái mở. Quá trình này thường được thúc đẩy bởi các kích thích sinh học bên ngoài hoặc các con đường tạo điều kiện tiếp cận DNA bằng các yếu tố phiên mã và các cơ chế sửa đổi khác. Những thay đổi như vậy có thể ảnh hưởng đáng kể đến sự điều hòa gen và cung cấp các kiểu biểu hiện gen khác nhau ở các giai đoạn khác nhau trong vòng đời của tế bào.
Mồi biểu sinh là một trạng thái biểu sinh cơ bản được kích hoạt bởi các kích thích cụ thể nhằm thúc đẩy sự lỏng lẻo của nhiễm sắc thể và tăng phiên mã gen.
Hiện nay, cơ chế mồi epigene đã được khám phá chuyên sâu trong nghiên cứu khoa học thần kinh và ung thư. Mặc dù quá trình này đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành trí nhớ thần kinh và cũng rất quan trọng trong việc kích hoạt các gen ức chế khối u trong điều trị ung thư, nhưng các cơ chế đằng sau nó và các ứng dụng tiềm năng của nó vẫn là một chủ đề nghiên cứu nóng.
Cơ chế kích hoạt epigene
Quá trình khởi đầu biểu sinh bao gồm nhiều cơ chế biểu sinh khác nhau, trong đó quan trọng nhất bao gồm quá trình acetyl hóa histone và methyl hóa histone. Các quá trình này thường dẫn đến sự chuyển đổi chất nhiễm sắc từ chất dị nhiễm sắc rắn sang chất nhiễm sắc trung tính có thể tiếp cận được, do đó thúc đẩy quá trình phiên mã của các gen cụ thể.
Các tín hiệu kích hoạt những thay đổi biểu sinh được đóng góp bởi nhiều cơ chế biểu sinh, dẫn đến những thay đổi trong hoạt động phiên mã gen.
Những thay đổi trong môi trường và việc sử dụng ma túy có thể đóng vai trò là chất xúc tác để bắt đầu các quá trình này. Ví dụ, ức chế histone deacetylase (HDAC) được coi là một cách hiệu quả để duy trì trạng thái mở của chất nhiễm sắc, có tác dụng lâu dài đối với sự biểu hiện vĩnh viễn của gen và các hoạt động biểu sinh khác.
Ứng dụng trong bệnh ung thư
Trong lĩnh vực nghiên cứu ung thư, sự kích hoạt biểu sinh lần đầu tiên được phát hiện trên các gen ức chế khối u. Những thay đổi biểu sinh ở các gen này được coi là yếu tố chính dẫn đến quá trình gây ung thư. Do đó, các nhà nghiên cứu coi việc mồi biểu sinh như một phương tiện "tiền xử lý" để làm cho các tế bào khối u nhạy cảm hơn với các loại thuốc khử methyl. Những loại thuốc này, chẳng hạn như 5-azacytidine, có thể làm tăng hiệu quả sự biểu hiện của gen ức chế khối u sau khi bắt đầu điều trị bằng epigene và giúp khắc phục rối loạn chức năng tế bào do ung thư gây ra.
Bằng chứng cho thấy mồi biểu sinh có thể tăng cường độc tính tế bào của thuốc trị ung thư, chứng minh lợi ích tiềm năng đối với nhiều loại ung thư, chẳng hạn như ung thư phổi và ung thư buồng trứng.
FDA đã phê duyệt nhiều loại thuốc trị liệu biểu sinh cho thấy hiệu quả cao và độ an toàn tương đối trong các thử nghiệm lâm sàng, khiến chúng trở thành điểm sáng mới trong điều trị ung thư.
Những khám phá mới nhất về khoa học thần kinh
Trong khoa học thần kinh, những thay đổi biểu sinh được coi là nguyên nhân cơ bản hình thành trí nhớ. Nghiên cứu cho thấy mặc dù quá trình tổng hợp protein bị vô hiệu hóa trong khi trí nhớ đang được hình thành nhưng trí nhớ vẫn có thể được phục hồi. Hiện tượng này cho thấy những thay đổi trong cấu trúc khớp thần kinh, mặc dù cần phải tổng hợp protein, nhưng không phải là nguồn mã hóa bộ nhớ nội bào duy nhất. Thay vào đó, các quá trình bắt đầu về mặt di truyền có thể là giai đoạn đầu của quá trình hình thành trí nhớ.
Các dạng trí nhớ dài hạn khác nhau có liên quan đến các loại acetyl hóa histone khác nhau, cho thấy các cơ chế điều hòa biểu sinh khác nhau trong quá trình hình thành biểu sinh ở tế bào thần kinh có thể dẫn đến sự hình thành trí nhớ khác nhau.
Ứng dụng sinh học khác
Ngoài các ứng dụng trong trí nhớ não và nghiên cứu ung thư, tác động của mồi epigene còn mở rộng sang các lĩnh vực như hội chứng chuyển hóa. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng các yếu tố môi trường trong quá trình phát triển ban đầu, chẳng hạn như dinh dưỡng và thành phần cơ thể của mẹ, có tác động lâu dài đến kiểu hình trao đổi chất của con cái, có thể thông qua kích thích biểu sinh. Do đó, những thay đổi như vậy giúp các thế hệ tương lai tồn tại và phát triển trong môi trường nghèo tài nguyên.
Nhìn chung, nghiên cứu về kích hoạt biểu sinh đang phát triển với tốc độ nhanh chóng, mở ra những quan điểm mới để tìm hiểu sự hình thành trí nhớ, điều trị ung thư và các khía cạnh khác. Với sự tiến bộ của công nghệ và nghiên cứu chuyên sâu, liệu chúng ta có thể sử dụng ổn định các cơ chế biểu sinh này trong điều trị lâm sàng trong tương lai để mang lại lợi ích sức khỏe bền vững cho người bệnh?
