Das Gehirn Chemische serotonin, ein neurotransmitter, der schon lange bekannt ist für seine Rolle in der Weitergabe von Signalen zwischen den Nervenzellen im Gehirn, können auch regulieren die expression von Genen in Neuronen, die in einer unerwarteten Art und Weise, entsprechend der Forschung, die von Neurowissenschaftlern an der Icahn School of Medicine am Berg Sinai und veröffentlicht am 13. März in der Zeitschrift Nature. Die Entdeckung wird den Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, eine Vielzahl von Gehirn-Erkrankungen, einschließlich affektive Störungen, Substanz-Missbrauch/sucht, und von neurodegenerativen Krankheiten.
„Unsere Ergebnisse stellen eine dramatische Abweichung von den gegenwärtigen Dogmen, die in Erster Linie arbeitet auf der Prämisse, dass Neurotransmitter, wie serotonin und Dopamin wirken allein durch die Aktivierung Ihrer Membran Rezeptoren im Gehirn zu regulieren, die Gehirn-Zell-Aktivität,“ sagt Ian Labyrinth, PhD, Assistant Professor of Neuroscience und Pharmakologische Wissenschaften an der Icahn School of Medicine at Mount Sinai, und senior-Autor des Papiers. „Wir fanden Aktionen dieser Chemikalien im Gehirn, die unabhängig von neurotransmission, aber kritisch wichtig, um Ihre Allgemeine Signalisierung, was darauf hindeutet, dass unser derzeitiges Verständnis dieser Moleküle ist unvollständig und Bedarf weiterer Untersuchung.“
Die Studie dreht sich um die DNA und wie es funktioniert, um die form jeder einzelnen biologischen Karte. Jede Zelle im Körper enthält zwei Meter DNA, die Blaupause für alle Funktionen aller Zellen im Körper. Diese DNA gewickelt wird, um Spulen von Histon-Proteinen (Proteine, die Paket-DNA im Kern der Zellen, und sind stark anfällig für Chemische Veränderungen, die Beihilfen in der regulation der Genexpression), die in Strukturen genannt nukleosomen. Bei der DNA-Kodierung eines spezifischen Gens Wunde ist eng in die Spule, so wird dieses gen ist weniger wahrscheinlich, zum Ausdruck gebracht werden. Wenn das gen nicht Wunde so fest, es ist eher ausgedrückt werden. Dies kann Auswirkungen auf viele Funktionen, die von einer bestimmten Zelle.
Serotonin ist eine Chemikalie, können Signale zwischen den Nervenzellen im Gehirn und ist beteiligt an der regulation von Stimmung. Selektive serotonin-Wiederaufnahme-Hemmer, die als SSRIs bekannt sind, ändern Sie die Mengen von serotonin im Gehirn, die es ermöglicht, Veränderungen in der Stimmung. Wenn kleine Pakete von serotonin werden freigesetzt aus einem neuron, die daraus resultierenden Signale setzen eine Kettenreaktion der Kommunikation zwischen verschiedenen teilen des Gehirns.
Das Forscherteam entdeckte, dass ein protein, das als Gewebe-transglutaminase 2 kann direkt Anhängen serotonin-Moleküle an die Histon-Proteinen (sogenannten Histon-serotonylation), die wiederum löst die Spule zu aktivieren, robuster Genexpression. Speziell fanden Sie, dass bei der Entwicklung nagetier Gehirn und die menschliche Neuronen, Gene, die in der Nähe der Teil der Spule gelöst, indem das serotonin eher ausgedrückt werden. Sie haben auch gezeigt, dass eine spezifische Bindung Komplex dieser Prozess ermöglicht.
„Die zufällige Entdeckung, dass serotonin können chemisch befestigt, um Histon-Proteine in den Kern der Zellen zu regulieren gen-expression, wirft viele spannende Fragen, von denen die meisten noch nicht beantwortet werden“, sagt Dr. Labyrinth. „Während diese neue Entdeckung wirft eine ganz neue Ernte von Fragen, die beantwortet werden müssen, durch mehr Forschung, was klar ist, dass diese Arbeit verspricht sich grundlegend ändern die Art und Weise der Feld interpretiert die biologische Aktivität von serotonin und möglicherweise auch andere monoamine wie auch die Phänomene, die dazu beitragen kann wesentlich zu unserem Verständnis der menschlichen Krankheit zu informieren und neue Ziele für die therapeutische Behandlung.“
Einige der spannenden Fragen, die beantwortet werden, sind: macht serotonin – regulation der gen-expression, zusätzlich zu serotonin-neurotransmission, spielen auch eine Rolle in der regulation von Stimmung? Konnte dieses neue wissen genutzt werden, um die Entwicklung besserer Medikamente zur Behandlung von Depressionen oder anderen affektiven Störungen? Wie sonst könnte es Auswirkungen auf das Gehirn? Kann ein verwandter neurotransmitter wie Dopamin, die eine wichtige Rolle spielt in Substanz verwenden Störungen, auch an histone regulieren die gen-expression im Gehirn?
Diese und viele andere Fragen im Zusammenhang mit der funktionellen Konsequenzen von Histon-und nicht-Histon-protein serotonylation (und mehr breit, protein monoaminylation, die Chemische Befestigung von zusätzlichen Monoamin-Neurotransmitter, wie Dopamin, Histamin und anderen) im Gehirn werden derzeit untersucht Dr. Labyrinth Labor, sowie in den Labors der seine Mitarbeiter auf diesem Projekt veröffentlicht. Diese Arbeit ist bereits Anfang zu beleuchten, die vielfältige und wichtige Aktivitäten für diese neuartige Chemische „Spuren“ in der Regulierung der normalen Entwicklung des Gehirns, sowie in die Ausscheidung von pathologischen Zuständen assoziiert mit psychiatrischen Erkrankungen.