Bölüm 1: Hipokampal Engram Topluluğunda Bellek Oluşumu ve Geri Çağırma Sırasında Epigenomik ve Transkriptomik Etkileşimin Haritalanması

Daha fazla bilgi için:ali.ma@wecistanche.com

Lütfen Bölüm 2 için buraya tıklayın

Asaf Marco1,2,*, Hiruy S. Meharana1,2, Vishnu Dileep1,2, Ravikiran M. Raju1,4, Jose Davila- Velderrain3, Amy Zhang2, Chinnakkaruppan Adaikkan1,2, Jennie Z. Young1,2, Fan Gao1, Manolis Kellis3,5, Li-Huei Tsai1,2,5,*

1Picower Öğrenme ve Öğrenme EnstitüsüHafıza, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü, Cambridge, Massachusetts, ABD.

2Beyin ve Bilişsel Bilimler Bölümü, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü, Cambridge, Massachusetts, ABD.

3Bilgisayar Bilimi ve Yapay Zeka Laboratuvarı, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü, Cambridge, Massachusetts, ABD.

4Yenidoğan Tıbbı Bölümü, Boston Çocuk Hastanesi, Harvard Tıp Okulu, Boston, Massachusetts, ABD.

5Broad Harvard Enstitüsü ve MIT, Cambridge, Massachusetts, ABD.

TıklaHafıza için Cistanche vitamin dükkanı ve Cistanche

Soyut

Epigenom ve üç boyutlu (3B) genomik mimari, nöronal fonksiyonlar için gerekli olan farklı transkripsiyonel programların dinamik düzenlenmesinde anahtar faktörler olarak ortaya çıkmaktadır. Burada, yaşam süresi boyunca engram hücrelerinin epigenetik durumunu, 3B genom mimarisini ve transkripsiyonel manzarasını belirlemek için farelerde aktiviteye bağlı bir etiketleme sistemi kullanıyoruz.hafızaoluşturma ve hatırlama. Bulgularımız şunu ortaya koyuyorhafızakodlama, karşılık gelen transkripsiyonel değişiklikler olmaksızın arttırıcıların artan erişilebilirliği ile işaretlenen bir epigenetik hazırlama olayına yol açar.Hafızakonsolidasyon daha sonra büyük kromatin segmentlerinin uzaysal yeniden organizasyonu ve promotör-arttırıcı etkileşimleri ile sonuçlanır. Son olarak, yeniden etkinleştirme ile, engram nöronları, sinaptik bölmelerde yerel protein translasyonunda yer alan genleri yukarı regüle etmek için, prime edilmiş geliştiricilerin ilgili promotörleriyle temas ettirildiği, denovolong menzilli etkileşimlerin bir alt kümesini kullanır. Toplu olarak, çalışmamız kapsamlı transkripsiyona açıklık getirmektedir ve Kullanıcılar, her zaman tam Kullanım Koşullarına tabi olarak, akademik araştırma için bu tür belgelerdeki metinleri görüntüleyebilir, yazdırabilir, kopyalayabilir ve indirebilir ve veri madenciliği yapabilir: http://www.nature. com/authors/editoryal_politikalar/license.html#terms

*Yazışma: marcoa@mit.edu. lhtsai@mit.edu.

Yazar Katkıları:

AM ve L.-HT projeyi kavramsallaştırdı ve tasarladı. AM ve AZ davranış deneyleri, ISH, immün boyama ve MARIS analizi gerçekleştirdi. CA, virüs enjeksiyonu ve immün boyamalar yaptı. AM ve HSM, ATAC-seq deneyleri gerçekleştirdi. AM ve AZ nükleer RNA-seq deneyleri gerçekleştirdi. AM, HSM ve VD, pc-Hi-C ve Hi-C deneyleri gerçekleştirdi. AM, HSM, VD, RMR ve JDV, ATAC-seq analizi gerçekleştirdi. AM, RMR, HSM, VD ve FG nükleer RNA-seq analizi gerçekleştirdi. AM, VD, HSM ve RMR, pc-Hi-C ve Hi-C analizi gerçekleştirdi. Tüm yazarlar verilerin yorumlanmasına yardımcı oldu. AM, HSM, VD, RMR, JZY, MK ve LHT, makaleyi tüm yazarların girdileriyle yazdı. LHT araçları sağladı ve projeyi denetledi.

Rekabet eden ilgi alanları:

Yazarlar rakip çıkar beyan etmezler.

ömrü boyunca epigenomik manzarahafızahipokampal engram topluluğunda oluşum ve hatırlama.

Uzun süreli anıların oluşumu ve korunması, koordineli gen ekspresyonuna ve sinaptik proteinlerin sentezine bağlıdır1. Bu moleküler süreçler, engram hücreleri olarak adlandırılan belirli bir nöron popülasyonu içinde hareket eder2-4. Muhabirlerin aktiviteye bağlı ifadesini kullanan son yaklaşımlar, engram topluluğunu keşfetmek için bir çerçeve sağladı5-8, ancak yöneten moleküler mekanizmalarhafızadepolama ve geri alma tam olarak anlaşılamamıştır. Spesifik olarak, epigenetik modifikasyonlar ve 3B genomik mimari, gen ekspresyonunun dinamik düzenlenmesinde kilit bir faktör olarak ortaya çıkmaktadır9-17 ve nöronal fonksiyon, gelişim ve hastalıkta bunların önemi giderek daha fazla takdir edilmektedir14, 16, 18

Burada, Aktivite Düzenlemeli Hücre İskeleti İlişkili Protein (Arc) genini ifade eden aktive edilmiş nöronların kalıcı olarak indüklenebilir bir şekilde etiketlendiği Aktif Popülasyonlarda (TRAP) fare modelinde Hedefli Rekombinasyon (TRAP) fare modelini kullandık. sırasında aktive olan nöronlarhafızakodlama, konsolidasyon ve geri çağırma sıralandı ve nükleer RNA dizilimine (nRNA-seq), dizileme kullanılarak Transpozaz-Erişilebilir Kromatin Testine (ATAC-seq) ve kromozom konformasyon yakalamaya (Hi-C) tabi tutuldu. Verilerimiz şunu gösteriyorhafızakodlama, gen ifadesinde beklenen değişiklikler olmaksızın kromatin erişilebilirliğinde genom çapında bir artışa yol açar. Ayrıca, bellek konsolidasyonunun geç aşamasının, büyük kromatin bölümlerinin (alt bölmeler) etkin olmayan ortamlardan izin verilen ortamlara yeniden konumlandırılması ve destekleyici-arttırıcı etkileşim ortamının yeniden düzenlenmesi ile ilişkili olduğunu gösterdik. Son olarak, nöronların reaktivasyonu sırasındahafızahatırlama, sırasında hazırlanan geliştiricilerin büyük bir alt kümesini kullanan denovopromoter-arttırıcı etkileşimleri ile ilişkilidir.hafızakodlama. Bu promotör-arttırıcı etkileşimleri, lokal protein sentezi ve sinaptik morfogenezde yer alan genlerin ekspresyonunda güçlü bir değişiklik ile ilişkilidir.

Sonuçlar

Aktive edilmiş ve reaktive edilmiş engram hücrelerinin zamansal ve uzamsal tanımlaması

Anında erken genler (IEG'ler) olarak bilinen nöronal aktivite belirteçleri, indüksiyondan kısa bir süre sonra taban çizgisine döndüğü için, zaman içinde nöronal aktiviteyi izlemek, engram hücrelerini incelerken en büyük zorluklardan biri olmuştur1,2. Bu sınırlamanın üstesinden gelmek için, biri aktiviteye bağlı bir Arc promotöründen CreERT2'yi eksprese eden ve diğeri sarı floresan protein (eYFP) raportörünün bir Cre- bağımlı şekilde. TRAP farelerine tamoksifenin (TAM) uygulanması, aktive edilmiş Arc nöronlarında kalıcı bir eYFP etiketi ile sonuçlanır. TAM olmadan CreERT2 sitoplazmada tutulur ve eYFP ifade edilmez (Genişletilmiş Veri Şekil 1a). TRAP fareleri, rahatsız edici anıları incelemek için yaygın olarak kullanılan bir yöntem olan klasik Pavlovian bağlamsal korku koşullandırma (CFC) paradigmasına (Şekil 1a) tabi tutuldu19. FS'ye maruz kaldıktan yaklaşık 1.5-2 saat sonra, i) NeuN plus ve eYFP plus olarak da bilinen RNA bağlayıcı protein fox-1 homolog 3'ü (Rbfox3) tanımlamak için beyinler toplandı ve ilk maruziyet sırasında aktive edildi (Etkinleştirildi) -erken), ii) NeuN plus /eYFP- aktif olmayan bazal durum nöronlarından (Bazal) (Şekil 1a) ayırt edilebilir. Beş gün sonra, geri alma olmadığında, iii) NeuN artı /eYFP artı eğitim gününde etiketlenen nöronları topladık ve uzun sürelihafızakonsolidasyon (Aktif-geç). İçinde

farklı kohortta, fareler koşullu uyarana yeniden maruz bırakıldı ve ardından endojen ARC protein ekspresyonu, yeniden maruziyetten 1.5-2 saat sonra test edildi. Bu, iv) çift pozitif NeuN plus /eYFP plus / endojen Arc plus engram nöronlarının eğitim sırasında etkinleştirilen ve antrenman sırasında yeniden etkinleştirilmesini sağladı.hafızageri çağırma (Yeniden etkinleştirildi). Özellikle, DNA rekombinasyonu FS'den 1.5-2 saat sonra tam olarak gerçekleşmese de, endojen Arc proteini ile Arc:eYFP muhabiri (Genişletilmiş Veri Şekil 1b) arasında yüksek ortak lokalizasyon (ortalama yüzde 84) gözlemledik (Genişletilmiş Veri Şekil 1b). önceki raporlarla tutarlıdır20.

OnaylamakhafızaCFC sırasında kodlama ve hatırlama, eğitim sırasında donma davranışı ve korku uyandıran ipuçlarına yeniden maruz kalma kaydedildi (Genişletilmiş Veri Şekil 1c). Önceki yayınlarla uyumlu olarak6,20, verilerimiz hipokampustaki eYFP artı (Aktif-erken ve geç) nöronların sayısında, ev kafeslerinde CFC'ye naif kalan farelere kıyasla önemli bir artış gösterdi (F (2, 70)=240.3, P<0.0001, fig.="" 1b).="" activity-dependent="" tagging="" was="" also="" negligible="" (~1%)="" in="" the="" absence="" of="" tam="" induction="" (fig.="" 1c,="" extended="" data="" fig.="" 1d).="" with="" tamoxifen="" treatment,="" we="" observed="" a="" wide="" distribution="" of="" activity-labeled="" populations="" across="" all="" hippocampal="" sub-regions,="" where="" early="" activation="" was="" predominantly="" observed="" in="" the="" dg="" and="" late="" tagging="" was="" most="" abundant="" in="" the="" ca1="" (fig.="" 1d).="" to="" further="" interrogate="" the="" specificity="" of="" engram="" formation,="" we="" subjected="" trap="" mice="" to="" cfc="" learning="" in="" context="" a="" and="" then="" exposed="" them="" 5="" days="" later="" to="" the="" same="" context="" (a-a)="" or="" a="" novel="" neutral="" context="" b="" (a-b)="" (fig.="" 1e,="" extended="" data="" fig.="" 1e).="" we="" found="" comparable="" numbers="" of="" activated="" –late="" neurons="" in="" both="" groups="" (p="0.9)" and="" significantly="" fewer="" reactivated="" neurons="" in="" the="" a-b="" group=""><0.0001, fig.="" 1f;="" extended="" data="" fig.="" 1f),="" confirming="" that="" the="" reactivated="" cells="" play="" a="" key="" role="" in="" encoding="" prior="">

Bellek oluşumu, ağırlıklı olarak geliştiriciler üzerinde artan kromatin erişilebilirliği ile ilişkilidir.

Farklı transkripsiyonel programları yöneten moleküler kuvvetleri daha iyi anlamak için, farklı fazlarda kromatin erişilebilirliğinin genom çapındaki değişikliklerini ölçtük.hafıza. Hipokampal dokular havuzlandı ve izole edilmiş çekirdekler (Genişletilmiş Veri Şekil 2a, Ek Tablo 1) ATAC-seq kütüphane preparasyonuna tabi tutuldu. Tüm popülasyonlar arasındaki diferansiyel olarak erişilebilir bölgeler (DAR'lar) analizi (Diffbind, DESeq2 modu) (Şekil 2a), kromatin durumundaki çoğu değişikliğin, genom boyunca 7,862 bölgenin hafıza oluşumunun erken evresinde meydana geldiğini ortaya koydu. erişilebilirlik (Bazal ve Erken, Ek Tablo 2). Buna karşılık, Aktive-erkenden Aktive-geç (582 DAR) ve Aktive-geç ve Yeniden Aktive nöronlar (725 DAR) arasında geçiş yaparken kromatin durumunda, aralarında yüzde 48 örtüşme ile nispeten minimal değişiklikler gözlemledik (Genişletilmiş Veri Şekil 2b). ). Dikkat çekici bir şekilde, Aktive-erken daha erişilebilir hale gelen ve hem Aktive-geç hem de Reaktive nöronlarda erişilebilir kalan, kararlı bir şekilde kazanılmış DAR'ların büyük bir yüzdesini (yüzde 52) belirledik (Şekil 2b,c; Ek Tablo 2). İlginç bir şekilde, hem erken değişiklikler (Bazal ve Erken) hem de stabil olarak kazanılan DAR'lar intergenik bölgeler için zenginleştirilmişken, geç kromatin değişiklikleri (Erken vs. geç ve Geç vs. Yeniden Etkinleştirilmiş) çoğunlukla promotör bölgeleri için zenginleştirilmiştir (Şekil 2d).

DAR'ların farklı histon modifikasyonları ile nasıl işaretlendiğini değerlendirerek fonksiyonel içgörü sağlandı. Ayak şokundan önce ve sonra toplu hipokampus dokusu kullanan iki bağımsız çalışmadan bir kromatin durum modeli oluşturmak için ilk olarak ChromHMM kullandık 21,22. Daha sonra, bu farklı durumlar için DAR'ların kat zenginleştirme analizini (beklenen dağılım üzerinde gözlemlendi) gerçekleştirdik ve erken kromatin değişikliklerinin ve stabil DAR'ların geliştirici işaretleri için zenginleştirildiğini ortaya koyduk (Şekil 2e; Genişletilmiş Veri Şekil 2c, Ek Tablo 3) .

Bu sonuçlar, birincil nöronal kültürün uyarılmasının uzun süreli güçlendirici aktivite12,23 indüklediğini gösteren önceki yayınlarla uyumludur. Daha sonra, bireysel kararlı lokusların H3K4me1 ve H3K27ac21 ile örtüşmesini analiz ettik. Bu iki histon işareti, "astarlanmış" (yalnızca H3K4me1), "aktif" (H3K4me1 ve H3K27ac) veya "gizli" (işaretsiz)18 olabilen farklı geliştirici popülasyonlarını tanımlar. Stabil tepeler, hem hazır hem de aktif geliştiriciler arasında bir dağılım gösterdi (Genişletilmiş Veri Şekil 2d), burada bu bölgelerin yüzde 47'sinin 'gizli' olduğu tahmin edildi (FS'den 1 saat sonra elde edilen DAR'lar ve histon işaretleri21 arasında örtüşme yok). Modelimizi doğrulamak için H3K4me1 ve H3K27ac histon belirteçleri için kromatin immünopresipitasyon (ChIP) ve ardından qPCR gerçekleştirdik. Varsayılan geliştirici modelleme analizimizden seçilen dört bölge seçildi (Genişletilmiş Veri Şekil 2d; Enhancer 1 – tahmin edilen hazır, Enhancer 2- tahmin edilen Aktif, Enhancer 3 ve 4 – tahmin edilen gizli). Modelimizle uyumlu olarak, bazal durumda (Geliştiriciler 3 ve 4), sırasında 'aktif' duruma dönüşen iki 'gizli' lokus belirledik.hafızaoluşumu (Şekil 2f). Ayrıca, varsayılan güçlendirici 1'in bazal durumda 'hazırlandığı' ve geç faz ve hatırlama sırasında H3K27ac belirteçlerinde önemli bir kararlı artışın olduğu yerde aktif hale geldiği bulundu (Şekil 2f). Birlikte, bu veriler, yeni erişilebilir geliştiricilerin repertuarının, gizli veya hazır bölgelerin H3K4me1 ve H3K27ac işaretleri kazandığı ve böylece aktif güçlendiriciler haline geldiği, güçlendirilmiş engram nöronlarında genişletildiğini gösterir.

Erişilebilir promotörlerin ve arttırıcı bölgelerin fonksiyonel rolünü anlamak için motif zenginleştirme analizi yaptık (Ek Tablo 4). Verilerimiz, erişilebilir promotörlerdeki motiflerin çoğunluğunun (yüzde 70) eşit şekilde zenginleştiğini ve tüm aşamalarda tanımlandığını göstermektedir.hafıza(Genişletilmiş Veri Şekil 2e). Buna karşılık, geliştirici sitelerin çoğu, farklı bellek fazları boyunca farklı transkripsiyon faktörü (TF) bağlayıcı motif kalıpları gösterdi. İlginç bir şekilde, Jun Proto-Onkogen, Ap-1 Transkripsiyon Faktörü Alt Birimi (yani Jun-Ap1) ve TF'lerin Düzenleyici Faktör X (Rfx) ailesinden her yerde bulunan motifler, yalnızca ilk aşamadan sonra önemli ölçüde zenginleştirildi. kodlama (Genişletilmiş Veri Şekil 2e). Jun-Ap1 kompleksinin arttırıcı seçiminde merkezi bir rol oynadığı ve beyin gelişimi ve nöronal aktivite12,24 sırasında arttırıcı bölgeleri tanımlamak için öncü bir TF görevi görebileceği daha önce bildirilmişti. Bu bulgular, bazal durumda yüksek oranda gizli/hazır lokus gösteren verilerimizle tutarlıdır (Şekil 2f, Genişletilmiş Veri Şekil 2c,d). Bu nedenle, nöronal aktivitenin, Jun-Ap1'in gizli güçlendiricilere bağlanmasını tetikleyebileceği ve daha sonra gizli güçlendiricileri aktive eden kromatin değiştiricileri işe aldığı görülmektedir. Benzer şekilde, transkripsiyon faktörü Yin Yang 1 (Yy1) motiflerinin yalnızca erken ve geç durumlardaki geliştiricilerde zenginleştirilmesi, destekleyici-arttırıcı organizasyonun aktif bir süreç olduğunu göstermektedir.hafızaoluşumu, yakın zamanda bildirildiği gibi, Yy1'in bu uzun menzilli etkileşimlerin oluşumunu kolaylaştırdığı bildirilmektedir25. Toplu olarak, bu veriler, ilk aşamanınhafızaoluşumu, aktifleştirilmiş nöronlardaki kromatin erişilebilirlik manzarasını değiştirir ve ağırlıklı olarak arttırıcı bölgelerde meydana gelen uzun süreli kararlı değişiklikler.

Mekansal nükleer mimaride dinamik değişiklikler ve başlangıçta kromatin erişilebilirliğihafızaoluşumu sırasında artan promotör-arttırıcı etkileşim sıklığına karşılık gelir.hafızahatırlamak

Nükleer 3D mimarisi, birçok nöronal fonksiyonda, gen ekspresyonunun dinamik düzenlenmesinde kilit bir faktör olarak ortaya çıkmaktadır26-28. Bu nedenle, uzaysal kromatin organizasyonunda meydana gelen kesin değişiklikleri tasvir etmekle ilgilendik.hafızaoluşum ve konsolidasyon. Bazal durum ve eYFP artı etiketli nöronlardan Hi-C verileri ürettik (erken ve geç, Ek Tablo 5). Kromatin, sırasıyla transkripsiyonel olarak aktif ve inaktif kromatine karşılık gelen 'A' ve 'B' olmak üzere uzamsal olarak farklı iki alt nükleer bölmeye ayrılır15, 16,26. Erken kanıtlar, nöronal aktivitenin ve dışsal sinyallemenin, 3D -kromatin mimarisinin14,27,28 yeniden düzenlenmesini indükleyebileceğini düşündürmektedir. Bölme durumu analizimiz15, 16,26 (Şekil 3a–c), büyük kromatin segmentlerinin inaktif (B)'den izin verilen ortama (A) (ve tam tersi) yeniden lokalizasyonunu ortaya çıkardı.hafızaformasyon (212 segment A'dan B'ye, 127 segment B'den A'ya, ortalama boyut ~436Kbp). İlginç bir şekilde, erken evrede B'den A'ya geçen bölgelerin yüzde 52'si geç evrede bu durumu korumuştur (yani A durumunda kalmıştır, Şekil 3b,c; Ek Tablo 6). Ayrıca, neredeyse tüm bu bölgeler, ATAC-seq analizimizden elde edilen DAR'larla örtüşerek alt bölmenin etkin olmayan ortamdan izin verilen ortama geçişini doğruladı (Şekil 3d). Bu veriler, bazı lokusların farklı bellek fazları arasında alt bölme geçişine maruz kaldığını ve bu nedenle ilk aktivasyondan sonra nöronal özelliklerde ve işlevde uzun vadeli değişikliklere katkıda bulunabileceğini gösterir.

Hi-C verilerimiz büyük ölçekli yeniden düzenleme önerse de, bu yeniden yönlendirmenin yeni promotör-arttırıcı repertuarlarının etkileşimini ve farklı transkripsiyonel programların ince ayarını etkinleştirip etkinleştirmediği belirsizliğini koruyordu (Şekil 3e). Promotör-yakalama Hi-C (pc-HiC) tekniğini kullanarak, promotör-arttırıcı etkileşimlerinde meydana gelen kesin değişiklikleri inceledik.hafızaoluşturma ve hatırlama. Bu çalışma için, ~5000 destekleyiciyi hedefleyen özel tasarlanmış "yemler" kullandık29. Önceki yayınlarla29 uyumlu olarak, ~19.000 (grup başına) önemli promotör-arttırıcı (yüzde 67.5) ve promotör-destekleyici (yüzde 46.2) etkileşimleri saptadık (Genişletilmiş Veri Şekil 3a,b).

Memeli beynindeki promotörler, çoklu düzenleyici elementlerin14,30,31 kontrolü altında olabileceğinden, etkileşime giren tüm arttırıcılar ve ilgili promotörler arasındaki örtüşmeyi analiz ettik. Bulduk ki, her biri sırasındahafızaaşamasında, aynı promotörler, farklı bir geliştirici alt kümesiyle daha sık etkileşime girer (yani benzersiz, Bazal – 3243, Erken - 7602, Geç - 7028, Yeniden Etkinleştirildi – 7244; Şekil 4a,b; Genişletilmiş Veri Şekil. 3c; Ek Tablo 7). Bu sonuç, birkaç geni (c-Fos ve Arc) çevreleyen çoklu geliştiricilerin aktivasyonları için çok önemli olduğunu ve kültürlenmiş nöronlardaki çeşitli depolarize edici ajanlara yanıt olarak ilgili promotörleri ile etkileşim frekanslarının değiştiğini gösteren önceki yayınlarla tutarlıdır31. Ayrıca, promotörlerin farklı alanlarda aynı geliştiricilerle etkileşime girdiği daha küçük bir etkileşim alt kümesi belirledik.hafızaaşamalar (yani ortak, tüm etkileşimlerin ~ yüzde 31'i; Ek Tablo 7). Ayrıca, Yeniden Etkinleştirilmiş nöronlar önemli ölçüde daha güçlü etkileşim puanları sundu (Chicago tarafından hesaplandığı gibi, Şekil 4b; Genişletilmiş Veri Şekil 3d). Bu nedenle, benzersiz etkileşimlerin sayısı erken, geç ve yeniden etkinleştirilmiş durumlar arasında benzer olmasına rağmen, daha güçlü etkileşim puanları, bellek sırasında belirli promotör-arttırıcı etkileşimlerinin daha sık meydana geldiğini gösterir.

hatırlamak. Bu kavram, seçilen güçlendirici (E) ve ökaryotik translasyon başlatma faktörü 3 alt birimi D (Eif3d) veya glutamat reseptörü, iyonotropik, kainat için kodlayan gen promotörleri (P) arasındaki etkileşimin sıklığını ölçmek için tasarlanan primerler ile 3C deneyleriyle daha da doğrulandı. 3 (Grik3) (Şekil 4c). Verilerimiz, Yeniden Etkinleştirilen nöronların, diğer popülasyonlara kıyasla, Eif3d promotörü ve seçilen güçlendirici arasındaki etkileşim frekansında önemli bir artışa sahip olduğunu gösterdi (Şekil 4c). Toplu olarak, bu veriler promotör-arttırıcı etkileşimlerinin aşağıdakiler sırasında daha sık meydana geldiğini gösterir.hafızahatırlamak.

Daha sonra, pc-HiC ile tanımlanan dinamik uzun menzilli etkileşimlerin, ATAC-seq ile belirlendiği gibi daha erişilebilir hale gelen kromatin bölgelerine karşılık gelip gelmediğini sorduk. Bu, artan erişilebilirliğin, yeni destekleyici-arttırıcı etkileşimlerini ortaya çıkarmada işlevsel bir sonucu olduğunu doğrulayacaktır. Bunu başarmak için, her hücre popülasyonundaki etkileşimli geliştiriciler arasındaki örtüşmeyi DAR'larla (gözlemlenen) veya rastgele bir dizi erişilebilir genomik lokusla (beklenen) karşılaştırdık. Analizimiz, hem Aktive-erken nöronlarda kazanılan DAR'lar hem de tüm hücre popülasyonlarında etkileşimli geliştiricilerle stabil olarak kazanılan DAR'lar arasında önemli bir örtüşme olduğunu ortaya çıkardı (Tüm Ps < 0.0001,="" genişletilmiş="" veri="" şekil="" 3e).="" buna="" karşılık,="" kromatin="" erişilebilirliğindeki="" değişiklikler,="" hastalığın="" geç="" evresinde="" meydana="">hafızakonsolidasyon ve yeniden etkinleştirme, etkileşen geliştiricilerle önemli ölçüde örtüşmedi (Genişletilmiş Veri Şekil 3e). Birlikte, bu sonuçlar, bellek kodlaması sırasında erişilebilirlik kazanımının bir hazırlama olayı olduğunu ve bu hazır lokusların, belleğin sonraki aşamalarında de-novo fonksiyonel promotör-arttırıcı etkileşimlerine girdiğini gösterir.hafızaoluşum. Bu dinamik manzara, ökaryotik translasyon başlatma faktörü 5 alt birim A (Eif5a) geninin etrafındaki genomik bölgelerin görselleştirilmesiyle gösterilmektedir (Şekil 4d). Engram ömrünün bu geçici moleküler diseksiyonu, bir hücrenin epigenetik durumunun nasıl koordineli bir şekilde hazırlandığını gösterir.hafızakodlama ve konsolidasyon, yeniden etkinleştirme sırasında uzun menzilli etkileşimleri kolaylaştırır.