Agykutatás

A szerotonin nem csak neurotranszmitter

2019. ÁPRILIS 24.

A szerotonin nemcsak ingerületátvivőként működik, de a génexpresszió szabályozásában is részt vesz. E felfedezés következtében jobban megérthetjük a normál agyfejlődést, a pszichiátriai és neurodegeneratív betegségeket, és új terápiás módszereket fejleszthetünk ki.

A felfedezés, miszerint a szerotonin nemcsak neurotranszmitterként működik, hanem a génexpresszió szabályozásában is részt vesz, drámai fejlemény, hiszen alapjaiban módosítja az eddig érvényes dogmát, nyilatkozta a felfedezéshez vezető munkát irányító Ian Maze, a Icahn School of Medicine at Mount Sinai idegkutatója. A Nature-ben megjelent kutatás eredményeképpen jobban megérthetjük az agyi betegségek, a hangulatzavarok és függőségek, valamint a neurodegeneratív betegségek kialakulását egyaránt.

Az eddig érvényben lévő dogma azon az elképzelésen alapult, hogy a különböző neurotranszmitterek – így pl. a szerotonin vagy a dopamin – az idegsejtek membránreceptorainak aktiválása révén működnek, a sejtfelszíni receptorokhoz kötődve szabályozzák a sejtek aktivitását. A szerotonin többek között részt vesz a hangulatszabályozásban, és számos olyan gyógyszer van forgalomban, ami az ingerületátvivő szinaptikus koncentrációját növelve befolyásolja a hangulatot (szelektív szerotoninvisszavétel-gátlók). A számos kutatóintézet együttműködésében végrehajtott munka most feltárta: a szerotoninnak az ingerületátviteltől független hatása is van.

A Princeton University, a Tsinghua University, a University of Pennsylvania, a Salk Institute for Biological Sciences, a Rockefeller University és a Max Delbrück Center for Molecular Medicine idegkutatóiból álló csapat felfedezte, hogy a szöveti transzglutamináz 2 nevű enzim (TGM2) képes arra, hogy a szerotonint a sejtmagban található hisztonfehérjékhez kapcsolja. A hiszton-szerotoniláció következtében fellazul a DNS szerkezete, és az adott területen lehetővé válik a gének átíródása. A kutatók a hiszton-szerotoniláció génexpresszió-fokozó hatását rágcsálók agyában és humán neuronokban egyaránt kimutatták.

A kutatók hozzáteszik: elképzelhető, hogy a szerotoninhez hasonlóan más monoamin „neurotranszmitterek” is rendelkeznek egyéb funkcióval. A felfedezés kapcsán számos kérdésre kell majd választ adni, így pl. a következőkre: Hogyan befolyásolja az agyműködést a szerotonin génexpresszióra kifejtett hatása? Közreműködik-e a szerotonin génexpresszióra kifejtett hatása a hangulatszabályozásban? Lehet-e új gyógyszereket kifejleszteni a hiszton-szerotoniláció befolyásolása révén? Képes-e a függőségek kialakulásában közreműködő neurotranszmitter, a dopamin is hisztonfehérjékhez kapcsolódni, és befolyásolni a génexpressziót? Melyek a protein-monoaminiláció funkcionális következményei? Mi a hiszton-szerotoniláció funkciója az agyon kívül jelentős mennyiségű szerotonint termelő másik szervben, a vastagbélben?

Mint az idegkutatók tanulmányukban írják, néhány korábbi vizsgálat hívta fel a figyelmüket arra, hogy bár a szerotonin működéséhez alapvető a molekula vezikulumokba csomagolása, a szerotonin extravezikulárisan, a monoamin-termelő sejtek magjában és sejttestében is jelen van. Az is kiderült korábban, hogy a TGM2 segítségével a szerotonin a sejtplazmában képes kovalens kötéssel fehérjékhez kötődni, ezért a kutatók megvizsgálták, bekövetkezik-e ez a sejtmagban is. Mint kiderült, a szerotonin hozzákapcsolódik a sejtmagi fehérjékhez is, és a várakozással ellentétben a hiszton-szerotoniláció nem korlátozódik a szerotinin-termelő sejtekre, továbbá az az agyon és a vastagbélben kívül a szívben, a perifériás vér mononukleáris sejtjeiben és a herékben is bekövetkezik. Kiderült továbbá, hogy a hiszton-szerotoniláció igen jelentős a pluripotens őssejtekben, miközben azok szerotonin-termelő idegsejtekké alakulnak; hiszton-szerotoniláció hiányában zavart szenved az idegsejtek érése és axonjuk kifejlődése.

Összefoglalójukban a kutatók hangsúlyozzák: bebizonyosodott, hogy a speciális promoter régiókban bekövetkező szerotoniláció hatására fokozódik a génexpresszió, így alapvetően módosítanunk kell a szerotonin biológiai aktivitásával kapcsolatos nézeteinket.

Eredeti közlemény:
Farrelly LA, Thompson RE, Zhao S, Lepack AE, Lyu Y, Bhanu NV, Zhang B, Loh YE, Ramakrishnan A, Vadodaria KC, Heard KJ, Erikson G, Nakadai T, Bastle RM, Lukasak BJ, Zebroski H 3rd, Alenina N, Bader M, Berton O, Roeder RG, Molina H, Gage FH, Shen L, Garcia BA, Li H, Muir TW, Maze I.
Nature. 2019 Mar;567(7749):535-539. doi: 10.1038/s41586-019-1024-7.
Histone serotonylation is permissive modification that enhances TFIID binding to H3K4me3.

dr. Kovács Bence
eLitMed.hu
2019. 04. 24.

HOZZÁSZÓLÁSOK

0 hozzászólás

A rovat további cikkei

Agykutatás

A stroke új kezelése

Kutatók egy új terápiás eljárást ismertettek, mellyel csökkenthetőek az agyi infartus okozta károsodások, az elhalt idegek újra növekedhetnek, a kiesett működések helyreállhatnak. Ráadásul az eddigiekkel szemben „a terápia hosszú idővel a stroke után is hatékony” - állítja Gwendolyn Kartje, a cikk első szerzője.

Agykutatás

Az agyi plaszticitás kulcsa

A felnőtt korban született neuronok jóval a neurogenezis hanyatlása után is hozzájárulnak az agy flexibilitásához, állapította meg a Journal of Neuroscience tanulmánya.

Agykutatás

Omega-3-zsírsavak a depresszió ellen

Az étrend-kiegészítőként forgalmazott omega-3-zsírsavak hatásosak a major depresszió kezelésében.

Agykutatás

Neurokannabisz

Főleg a Cannabis/kender hatóanyagainak idegrendszeri működéséről és neurológiai, pszichiátriai kórképekben kifejtett terápiás hatásairól volt szó a második magyarországi Orvosi Kannabisz Konferencián, aminek első napján a szakemberek, második napján a betegek és a laikus érdeklődők nyelvén folyt a kommunikáció.

Agykutatás

Ki kapjon jogosítványt stroke után?

A kérdés inkább az, hogy kinél kell elvégezni az alkalmassági vizsgálatot, állapították meg belgiumi kutatók 27 vizsgálat eredményeinek áttekintése alapján.

Kapcsolódó anyagok

Hírvilág

Hogyan is érzel a mamád iránt? A korai élmények epigenetikája

Összefüggést találtak a gyermekkori súlyos bántalmazás vagy elhanyagolás és egy glükokortikoid-receptor megváltozott expressziója, génjének inaktiválódása között öngyilkosok hippocampusát vizsgálva. Ez a receptor felelős a tartós stressz miatti fokozott kortizoltermelődés korlátozásáért.

Hírvilág

Danube Conference on Epigenetics

Following the success of the previous Epigenetic Conferences in Budapest (2012 and 2014) we are delighted to announce that the next Danube Conference on Epigenetics will be held on 5-8 October, 2016 again in Budapest.

Hírvilág

Hasnyálmirigyrák - az alattomos gyilkos Meghalt Patrick Swayze

Orvosai tavaly diagnosztizálták Patrick Swayze betegségét. A kezeléseknek köszönhetően talpra állt, és hónapokig forgatta a "The Beast" c. új televíziós sorozatot. Önéletrajzi könyvet készült írni közösen feleségével.