Epigenetic regulation of the heart metabolism and function during development.

Abstract

Srdce je prvním orgánem, který začne fungovat během embryonálního vývoje. Vývoj srdce je složitý proces zahrnující přesnou koordinaci buněčného růstu a metabolismu, které obě přispívají k maturaci srdce a jeho adaptaci na změny prostředí a požadavky organismu. Epigenetická regulace hraje v tomto procesu klíčovou roli tím, že ovlivňuje expresi genů a proteinů, genomovou stabilitu a další buněčné funkce. V této práci zdůrazňujeme význam jak RNA modifikací (N6-methyladenosin, m6 A, a N6,2′-O-dimethyladenosin, m6 Am), tak proteinové modifikace (acetylace lysinu) ve vývoji srdce. Tyto modifikace jsme zkoumali během embryonálního (acetylace lysinu) a postnatálního (m6 A a m6 Am) vývoje srdce. Jako modely jsme použili kardiomyocyty a srdeční fibroblasty ze 17. embryonálního dne (E17) a modulovali aktivitu SIRT1 pomocí resveratrolu (RES), abychom zhodnotili, zda dokáže zmírnit změny vyvolané dexamethasonem (DEX). Zjistili jsme, že léčby RES i DEX vyvolávají účinky na cirkadiánní rytmus specifické pro daný typ buňky. Zejména RES dávkově závisle zrušil účinky DEX na cirkadiánní rytmus u fibroblastů. Navíc RES neočekávaně stabilizoval cirkadiánní protein PER2, pravděpodobně prostřednictvím dráhy adenylátcyklázy. Ukázali jsme také, že za určitých podmínek může dojít k rozpojení cirkadiánních a...

The heart is the first organ to start functioning during embryonic development. Heart development is a complex process involving the precise coordination of cell growth and metabolism, both of which help with heart maturation and adapting to environmental changes and organ requirements. Epigenetic regulation plays a key role in heart development by affecting gene and protein expression, genomic stability, and other cellular activities. Here, we highlight the importance of both RNA modifications (N6-methyladenosine (m6 A) and N6,2'-O-dimethyladenosine (m6 Am)) and protein modification (lysine acetylation) in heart development. We studied these modifications during embryonic (lysine acetylation) and postnatal (m6 A and m6 Am) heart development. Using embryonic day 17 (E17) cardiomyocytes (CMCs) and cardiac fibroblasts (FBs) as models, we adjusted SIRT1 activity with resveratrol (RES) to see if it could lessen dexamethasone (DEX)-induced changes. We found that both RES and DEX treatments cause cell-type-specific effects on the circadian rhythm. Notably, RES stopped the DEX-induced effects on circadian rhythm in FBs depending on the dose. Additionally, RES unexpectedly stabilized circadian PER2 protein, possibly through the adenylyl cyclase pathway. We showed that circadian and mitochondrial rhythms...