Острая физическая нагрузка реконструирует метилирование промоторов в скелетных мышцах человека

Метилирование ДНК является ковалентной биохимической модификацией, контролирующей структуру хроматина и экспрессию генов. Физическая нагрузка, упражнения вызывают изменения экспрессии генов, которые запускают структурную и метаболическую адаптацию в скелетных мышцах.

 

Физическая нагрузка увеличивает экспрессию матричной РНК (мРНК), уровней белка, множества генов, регулирующих функции митохондрий и использования энергии, в том числе PGC-1α, митохондриальный транскрипционный фактор А, (TFAM); рецептора _ активаторованный пролифератором пероксисом (PPAR-_); и киназы пируват дегидрогеназы, изофермент 4 (PDK4).

Авторы статьи, опубликованной в журнале Cell Metabolism (Romain Barre`s, Jie Yan, Brendan Egan и др) изучали, играет ли метилирование ДНК важную роль в осуществлении индуцированной физической нагрузкой экспрессии генов. Метилирование всего генома было снижено в биоптатах скелетных мышц, полученных от здоровых мужчин и женщин с сидячим образом жизни, подвергшихся острой физической нагрузке. Упражнение вызвало дозозависимую экспрессию PGC-1α, PDK4 и PPAR-_, вместе с заметным гипометилированием на каждый соответствующий промотор. Таким же образом, метилирование промотеров PGC-1α, PDK4 и PPAR-_ былo заметно снижено камбаловидной мышце мышей через 45 мин после сокращения в естественных условиях.

В L6 миофибриллах воздействие кофеина индуцировало гипометиляцию гена параллельно с повышением соответствующего мРНК содержания. В совокупности результаты исследования дают доказательства того, что острая активация гена связана с динамическим изменением метилирования ДНК в скелетных мышцах и позволяют предположить, что ДНК гипометилирование является ранним событием в вызванной сокращением активации генов.

В заключение, острая физическая нагрузка приводит к транзиторным изменениям метилирования ДНК в во взрослых скелетных мышцах. Полученные результаты о том, что процессы метилирования ДНК меняются в дифференцированных  неделящихся соматических клеток, являются еще одним доказательством, что эпигенетические маркеры в геноме могут быть более динамичными, чем предполагалось ранее.

Подготовила Акильжанова Айнур по материалам статьи: Cell Metabolism - Acute Exercise Remodels Promoter Methylation in Human Skeletal Muscle