Мозговой механизм, лежащий в основе эволюции тревоги

Новое исследование с использованием технологии редактирования генома позволило ученым создать модель и оценить генную мутацию, связанную с нервно-психическими расстройствами у людей. Исследование показало, как мутация функционирует в мозгу и влияет на тревожность и социальность.


Моноаминовые нейротрансмиттеры, такие как серотонин и дофамин, играют важную роль в наших когнитивных и эмоциональных функциях. Их онное происхождение восходит к многоклеточным животным, и, хотя функция родственных генов сильно эволюционно законсервирована, сообщалось, что генетическая изменчивость внутри и между видами оказывает значительное влияние на психические характеристики животных, такие как общительность, агрессия, беспокойство и депрессия.

Исследовательская группа под руководством доктора Дайки Сато и профессора Масакадо Кавата ранее сообщала, что ген везикулярного переносчика моноаминов 1 (VMAT1), который переносит нейротрансмиттеры в секреторные везикулы в нейронах и секреторных клетках, развился в результате естественного отбора в ходе эволюции человека. В частности, 136-й аминокислотный локус этого гена эволюционировал в человеческой линии от аспарагина (Asn) до треонина (Thr), и, кроме того, появился новый аллель (изолейцин, Ile), и его частоты увеличились по всему миру. В предыдущих отчетах предполагалось, что люди с генотипом Ile менее склонны к депрессии и тревоге, чем люди с генотипом Thr, но было неясно, как эти специфичные для человека мутации функционируют в мозгу и приводят к изменениям в психоневрологическом поведении.

В этом исследовании Сато, Кавата (Университет Тохоку), Юкико У. Иноуэ (Национальный центр неврологии и психиатрии) и их коллеги подготовили Vmat1 мышей с отредактированным геномом, у которых 136-й аминокислотный локус был заменен генотипом человека (Thr или Ile) с помощью технологии редактирования генома, и сравнили экспрессию генов, нервную активность и поведение среди генотипов. Мыши типа Ile показали снижение уровня тревожного поведения, что согласуется с исследованиями на людях. Кроме того, генотип влиял на экспрессию постсинаптических генов и нервную активность в миндалевидном теле, области мозга, участвующей в эмоциональной регуляции. Функциональная роль гена VMAT1 в центральной нервной системе остается неясной, и это исследование может стать отправной точкой для выяснения его молекулярных механизмов. Кроме того, существует несколько исследований, в которых эффекты замен одиночных аминокислот в условиях естественного отбора в ходе эволюции человека были проверены с использованием технологии редактирования генома. Это исследование демонстрирует функциональную важность специфических для человека вариантов в регуляторных цепях нейротрансмиттеров, участвующих в когнитивных и эмоциональных функциях, и, как ожидается, прольет свет на патогенные механизмы нейропсихиатрических расстройств, таких как тревога и депрессия.