Spatial and Temporal Expression of High-Mobility-Group Nucleosome-Binding (HMGN) Genes in Brain Areas Associated with Cognition in Individuals with Down Syndrome.
Spatial and Temporal Expression of High-Mobility-Group Nucleosome-Binding (HMGN) Genes in Brain Areas Associated with Cognition in Individuals with Down Syndrome.
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DOI：
10.3390/genes12122000
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发表时间：
2021-12-17
期刊：
影响因子：
3.5
通讯作者：
Mina-Paz Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rodríguez-Ortiz A;Montoya-Villegas JC;García-Vallejo F;Mina-Paz Y
DNA 甲基化和组蛋白翻译后修饰是导致唐氏综合症 (DS) 神经表型的表观遗传学过程。先前的报告提供了强有力的证据，证明非组蛋白高迁移率 N 蛋白 (HMGN) 是表观遗传调节因子。它们在维持大脑稳态的各个过程中发挥重要作用。我们的目的是分析 DS 死后大脑样本中 5 个人类 HMGN 基因在某些大脑结构和年龄等级中的差异表达。方法：我们根据 DNA 微阵列实验（GEO 数据库 ID GSE59630）的数据对人类 HMGN 的表达进行了计算分析。使用转换后的 log2 数据，我们分析了 DS 患者与认知相关的几个大脑区域中 5 个 HMGN 基因的差异表达。此外，利用来自不同基因组数据库的信息，我们探索了 HMNG 与核小体核心颗粒和连接子 H1 组蛋白的组蛋白的共表达和蛋白质相互作用。结果：我们发现 HMGN1 和 HMGN5 在 DS 患者的海马和前额皮质区域（包括 DFC、OFC 和 VFC）显着过度表达。整倍体对照和 DS 个体之间的年龄等级比较表明，HMGN2 和 HMGN4 在妊娠 16 至 22 周时在 DS 大脑中过度表达。从 BioGRID 数据库中，我们记录了 HMGN2 和 HMGN4 与 Hist1H1A 和 Hist1H3A 的高相互作用分数。结论：总的来说，我们的结果提供了强有力的证据表明 DS 是一种基于表观遗传学的非整倍体。 HMGN1 和 HMGN5 重塑脑染色质将是改变 DS 脑稳态的重要途径。
DNA methylation and histone posttranslational modifications are epigenetics processes that contribute to neurophenotype of Down Syndrome (DS). Previous reports present strong evidence that nonhistone high-mobility-group N proteins (HMGN) are epigenetic regulators. They play important functions in various process to maintain homeostasis in the brain. We aimed to analyze the differential expression of five human HMGN genes in some brain structures and age ranks from DS postmortem brain samples. Methodology: We performed a computational analysis of the expression of human HMGN from the data of a DNA microarray experiment (GEO database ID GSE59630). Using the transformed log2 data, we analyzed the differential expression of five HMGN genes in several brain areas associated with cognition in patients with DS. Moreover, using information from different genome databases, we explored the co-expression and protein interactions of HMNGs with the histones of nucleosome core particle and linker H1 histone. Results: We registered that HMGN1 and HMGN5 were significantly overexpressed in the hippocampus and areas of prefrontal cortex including DFC, OFC, and VFC of DS patients. Age-rank comparisons between euploid control and DS individuals showed that HMGN2 and HMGN4 were overexpressed in the DS brain at 16 to 22 gestation weeks. From the BioGRID database, we registered high interaction scores of HMGN2 and HMGN4 with Hist1H1A and Hist1H3A. Conclusions: Overall, our results give strong evidence to propose that DS would be an epigenetics-based aneuploidy. Remodeling brain chromatin by HMGN1 and HMGN5 would be an essential pathway in the modification of brain homeostasis in DS.
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