Ученые из Школы медицины Икан на горе Синай обнаружили новую роль для мозга химического допамина, который является независимым от классической нейротрансмиссии. Новая роль, как представляется, решающее значение для изменения в экспрессии генов, связанные с хроническим облучением или злоупотребления кокаина, по данным исследования, опубликованного в пятницу, 10 апреля, в журнале Наука.
«Наше исследование обеспечивает первое доказательство того, как допамин может непосредственно влиять на препарат-индуцированной экспрессии генов отклонений и последующего рецидива поведения», — говорит Ян Лабиринт, к. м. н., доцент кафедры неврологии и фармакологическая науки, в Икан Школа медицины на горе Синай, и ведущий автор исследования. «За передачу сигналов между нейронами в головном мозге, мы обнаружили, что допамин может быть химически присоединен к гистоновым белкам, который заставляет клетки для переключения различных генов и выключается, влияющие на области мозга, ответственные за мотивацию и вознаграждение поведения. Этот биохимический процесс существенно влияет на уязвимость кокаина и рецидива, когда возмущенная наркотики.»
Исследование вращается вокруг ДНК и как она работает в виде отдельного биологического каждого человека карте. Каждая клетка в организме содержит до двух метров ДНК, основой для всех функций всех клеток в организме. Эта ДНК наматывается вокруг катушки белков гистонов (белков, что упаковка ДНК в ядре клетки, и сильно подвержены химической модификации, которые помогают в регуляции экспрессии генов) в структуры называют нуклеосомами. Когда ДНК, которая кодирует определенный ген плотно намотана в бобины, что ген имеет меньше шансов быть выражено. Когда Гена не рана так плотно, более вероятно, чтобы быть высказанным. Это может повлиять на многие функции данной клетки.
Дофамин, известный как хорошего нейромедиатор, является химическое вещество, которое паромы информацией между нейронами. Мозг отпускает ее, когда мы едим еда, что мы жаждем или пока мы занимаемся сексом, способствуя чувства удовольствия и удовлетворения, как часть природной системы вознаграждения. Это важно нейрохимические повышает настроение, мотивацию и внимание, и помогает регулировать движение, обучение и эмоциональные реакции. Допамин также позволяет нам не только увидеть деньги, но чтобы принять меры, чтобы двигаться к ним.
Уязвимость к рецидиву в период изъятия кокаина считается, что в результате функциональной перепрограммирование схемы вознаграждения мозга, особенно в середине головного мозга, таких как вентральная область покрышки (ВТА). Исследовательская группа обнаружила, что белок под названием трансглутаминазе 2 может быть непосредственно подключен молекул дофамина, к гистоновым белкам (процесс, называемый гистоновый dopaminylation или H3Q5dop), который, в свою очередь, влияет на гистон-ДНК шпули для обеспечения экологически регулируемого изменения в экспрессии генов. Они обнаружили, что гистон dopaminylation играет важную роль в разжигании подвергаются повышенному риску рецидива в течение длительного периода времени. В частности, накопление H3Q5dop в ВТА может, по сути, захватить схемы вознаграждения, что делает его трудно провести различие между хорошим и неадаптивное поведение. Исследование показало, однако, что сокращение H3Q5dop в крысы запрограммированы, чтобы пройти вывод из кокаина значительно поменялись кокаин-опосредованного гена меняет выражение и снижение кокаин-изыскивая поведение.
«Вопрос, который всегда оспаривал нейрофизиологами, что лежащие в основе молекулярных явлений, определяющих повышенный риск рецидива препарат в людей», — говорит Эшли Lepack, к. м. н., научный сотрудник отдела нейрофизиологии, Фридман Института мозга, Доктор Лабиринт лаборатории на горе Синай, и первый автор исследования. «Наше исследование проливает свет ценного в этой области путем выявления гистона dopaminylation как новый, нейротрансмиссии-самостоятельную роль дофамина, который не был вовлечен в патологии мозга».
«Мы считаем, что эти выводы представляют собой сдвиг парадигмы в том, как мы думаем, дофамина, а не только в контексте злоупотребления наркотиками, но и потенциально в другие вознаграждения, связанные с поведением и нарушениями, а также при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Паркинсона, где дофаминовые нейроны гибнут», — говорит доктор Лабиринт. «В этом случае, возникает вопрос, может это быть из-за гибели нейронов, в частности, аномальным dopaminylation гистоновых белков?’ «
В исследовании, опубликованном в прошлом году, мазь Доктор и его команда обнаружили, что другой нейротрансмиттер, серотонин, химическое вещество участвует в регуляции настроения, так же действует как допамин по экспрессии генов в клетках мозга.
«Когда мы наблюдали этот уникальный механизм сигнализации с серотонином, мы решили посмотреть на другие нейромедиаторы, в частности дофамин, и обнаружили, что он также мог подвергнуться подобной химической модификации на той же гистоновых белков», — объясняет доктор Лабиринт.
На ранней стадии работы с людьми трупных тканей продемонстрировал доктор лабиринт, который параллелей вполне может существовать, но это основные вопросы, вокруг биохимические функции до сих пор остаются до испытания на людях могут начаться. «С терапевтической точки зрения, мы начали определять моделей грызунов механизмов, которые могут быть повернуты вспять отклоняющееся и аддиктивное поведение», — говорит доктор Лабиринт», и что знание может иметь жизненно важное значение для продвижения этого новые исследования в клинике.»