Нарушения репрограммирования эмбриона влияют на поведение взрослых мышей

Нарушение процесса эпигенетического репрограммирования на ранних стадиях развития мыши может приводить к аномальному повторяющемуся поведению во взрослом возрасте.

Ключевой фермент-«ластик»

Сразу после оплодотворения фермент KDM1A (лизин-специфическая деметилаза 1A) действует как эпигенетический «ластик». Он стирает информацию, переносимую на гистонах (белках-катушках, упаковывающих ДНК), удаляя гистоновое метилирование.

Экспериментальная модель

Ученые создали генетически модифицированных мышей, у которых KDM1A отсутствовал в ооцитах (яйцеклетках), но присутствовал позже в развитии. Мыши наследовали рабочую копию гена от отца, но фермент отсутствовал на критической стадии — материнско-зиготном переходе.

Последствия

• Полное отсутствие KDM1A в яйцеклетке летально: эмбрион не может делиться дальше стадии двух клеток.
• Частичное снижение KDM1A позволило некоторым мышам дожить до взрослого возраста. Внешне они выглядели нормально, но демонстрировали странное поведение.

Аномальное поведение

Взрослые мыши с пониженным уровнем KDM1A проявляли:

• Измельчение пищи и включение её в подстилку.
• Чрезмерное чесание и копание.
• Повышенную активность в тесте «закапывания мрамора», который используется для оценки обсессивно-компульсивного поведения у мышей.

Возможные причины

У мышей с пониженным KDM1A наблюдались нарушения в работе импринтированных генов (где одна копия молчит в зависимости от родительского происхождения). Ученые предполагают, что нарушения экспрессии генов влияют на формирование нейронных связей в мозге.

«Наши результаты показывают, как дефекты репрограммирования могут влиять на развитие измененного поведения или даже сложных психических расстройств», — говорит соавтор Дэвид Кац.

Дальнейшие исследования

Ученые планируют изучить мышей с менее резким снижением KDM1A, чтобы больше особей выживало до взрослого состояния, и детальнее исследовать влияние на развитие мозга.

Исследование опубликовано в журнале eLife.