Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
ℹ️Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
1. ВВВЕДЕНИЕ
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
2.1. Структурно-функциональная организация хроматина
2.1.1. Гистоны
2.1.2. Нуклеосомы
2.1.3. Ремоделирование хроматина
2.2. Хроматин и транскрипция
2.2.1. Транскрипционно – активный хроматин
2.2.2. Регуляция транскрипции у эукариот на уровне хроматина
2.2.3. Типы посттрансляционных модификаций гистонов
2.2.4. Метилирование Н3К4
2.2.5. Ферменты, метилирующие/деметилирующие гистоны
2.3. Долговременная память и эпигенетическая регуляция экспрессии генов
2.3.1. Молекулярно – генетические и физиологические основы обучения и памяти у
животных
2.3.2. Роль эпигенетических модификаций в процессе формирования памяти.............27
2.4. Условный пищевой обонятельный рефлекс вытягивания хоботка – модель для
изучения памяти медоносной пчелы
3. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
3.1. Материал
3.2. Методы
3.2.1. Метод выработки пищевого условного рефлекса
3.2.2. Иммуногистохимический метод
3.2.3. Статистическая обработка
4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
5. ВЫВОДЫ
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
📖 Введение
Бурное развитие нейронаук в последние десятилетия способствовало
значительному прогрессу в понимании тонких механизмов функционирования мозга:
нейротрансмиссии, активности цитоскелета, синаптогенеза, а также экспрессии генов.
Исследования последних десятилетий не оставляют сомнений в том, что формирование
долговременной памяти сопровождается изменением функционального состояния генома
(Гринкевич. 2012). Важнейшим механизмом изменения транскрипционного состояния
генов в процессе обучения является обратимая реорганизация хроматина, которая
осуществляются посредством присоединения/удаления специфических химических групп
к ДНК и к гистонам. Ферменты, вносящие или снимающие ковалентные
посттрансляционные модификации в гистоновые терминали, играют важную роль в
регуляции генной активности.
Эпигенетические процессы, протекающие в мозге при обучении, стрессе,
различных нейропсихических и нейродегенератиных заболеваниях в настоящий момент
широко изучаются на различных животных моделях. В ряде работ показано участие
метилирования гистона Н3 по лизину 4 (Н3К4mе - модификации, связанные с активацией
транскрипции генов) в работе ЦНС. Нарушения в Н3К4mе характерны для ряда
нейропсихических патологий, таких как синдром Видеманна-Штайнера, синдром
Клеефстры, синдром Кабуки, аутизм, при некоторых типах умственного отставания,
афазиях, шизофрении, тревожности и депрессии (Shen et al., 2014).
Таким образом, данные полученные в ряде экспериментов на млекопитающих,
свидетельствуют об участии посттрансляционных модификаций гистонов и ДНК в
когнитивных процессах. Однако, несмотря на очевидную актуальность, на насекомых
подобных исследований на сегодняшний день недостаточно. Основываясь на доказанном
сходства клеточных механизмов обучения и памяти позвоночных и беспозвоночных
животных, была высказана идея о том, что эпигенетические механизмы регуляции
функционального состояния генома, лежащие в основе когнитивных процессов,
свойственны представителем обоих групп.
К настоящему моменту существует всего несколько работ, посвященных участию
ковалентных модификаций ДНК и гистонов (метилирование) в процеccе формирования
памяти у такого важного объекта в экологическом и экономическом аспектах как
медоносная пчела Apis mellifera. Медоносная пчела, обладает богатым поведенческим
репертуаром при относительно просто устроенной ЦНС. Пчела способна формировать
угашать и переделывать сложные условные рефлексы. Морфологическим субстратом8
формирования и хранения памяти у пчелы (и других насекомых) являются парные
грибовидные тела.
Ранее в работе Швецова с соавторами (2013) было показано участие суммарного дитриметилирования гистона Н3 по лизину 4 в нейронах грибовидных тел в формировании памяти у медоносной пчелы. Монометилирование гистона Н3 по лизину 4 при формировании памяти ранее не исследовалось. Также до сих пор у медоносной пчелы не изучены ферменты, метилирующие гистоны.
В связи с этим целью данной работы было изучение регуляторных механизмов
метилирования гистона Н3 в нейронах мозга, в связи с сохранением в памяти пищевого условного рефлекса у медоносной пчелы.
Задачи:
У пчел, с выработанным условным рефлексом и без него, через час после
процедуры обучения сопоставить:
1) Экспрессию генов гистоновой метилтрансферазы Setd1 и гистоновой деметилазы Kdm1 в мозге;
2) долю нейронов в каликсах грибовидных тел, содержащих монометилированный по
лизину 4 гистон Н3.
✅ Заключение
1. Условно-рефлекторная реакция у медоносной пчелы Apis mellifera L. связана
с экспрессиией гена Setd1. Для гена деметилазы Kdm1a такая связь не обнаружена.
2. В формировании условного рефлекса у медоносной пчелы Apis mellifera L.
задействованы нейроны медиального каликса грибовидных тел, в которых отмечено
повышение уровня монометилированного гистона Н3 по лизину 4.