Расширяя наши знания о том, как мозг контролирует процесс полового развития, исследователи из Oregon Healthy & Научный университет и Университет Питтсбурга впервые определили членов сложного суперсемейства генов, которые регулируют время полового созревания у высокоразвитых нечеловеческих приматов. Семейство генов Zinc finger или ZNF включает около 800 отдельных генов.
Несколько генов в этой сети, действующих в нейроэндокринном мозге, служат “ нейробиологическим тормозом ”, который задерживает до конца детства активацию гипоталамических генов, ответственных за начало полового созревания, тем самым предотвращая преждевременное пробуждение процесса. Статья была опубликована сегодня в журнале Nature Communications.
В статье показано, что семейство генов ZNF кодирует репрессоры – белки, которые контролируют активность генов – для подавления начала полового созревания. Свежие идеи исследователей позволяют ученым лучше понять, подталкивают ли факторы окружающей среды начало полового созревания к более молодому возрасту. Раннее половое созревание связано с увеличением заболеваемости раком яичников, матки и груди, а также увеличением заболеваемости сердечно-сосудистыми заболеваниями и нарушениями обмена веществ.
"Углубление нашего понимания того, как мозг контролирует начало полового созревания, позволит нам понять, почему девочки начинают половое созревание в гораздо более раннем возрасте. Эти знания могут помочь заложить основу для разработки новых способов лечения преждевременного полового созревания," сказал Алехандро Ломничи, доктор философии.D., ведущий научный сотрудник по исследованию и младший научный сотрудник в области неврологии в Национальном исследовательском центре приматов Орегона при OHSU. "Мы подозреваем, что химические вещества, содержащиеся в искусственных продуктах и других факторах окружающей среды, таких как питание, могут ускорять репродуктивное развитие за счет эпигенетического антагонизма репрессоров генов, таких как ZNF".
ZNF оказывают ингибирующее действие, приводя в действие механизмы, которые изменяют активность генов без изменения последовательности ДНК. Из-за этого считается, что ZNF действуют "эпигенетически," это означает передачу генам информации из окружающей среды без изменения самого генетического кода.
Исследователи обнаружили, что количество матричных РНК, кодирующих GATAD1 и ZNF573, наряду с пятью другими ZNF, снижается во время перехода от юношеского возраста к пубертатному у нечеловеческих приматов, когда ослабляется тормоз гипоталамического движения к оси гипофиз-гонад. ZNFs способствуют потере ДНК-ассоциированного белка, известного как «гистон 3, диметилированный по лизину 4» (H3K4me2), из контролирующей области генов, которые способствуют половому созреванию. H3K4me2 обычно связан с активацией гена. Используя парадигму генной терапии и модель грызунов, исследователи выборочно увеличили содержание GATAD1 или ZNF573 в гипоталамусе препубертатных самок крыс и обнаружили задержку полового созревания у этих животных. В совокупности их результаты показывают, что по мере снижения продукции ZNF в гипоталамусе во время позднего препубертатного развития, "тормозить" высвобождается сдерживание полового созревания и наступает половая зрелость.