打破傳統(tǒng)認(rèn)知！《自然》：大腦生物鐘的全新調(diào)節(jié)機(jī)制找到了單胺化修飾調(diào)控晝夜節(jié)律

小大

用微信掃描二維碼
分享至好友和朋友圈

關(guān)鍵詞：

2025-01-13 11:16:21 新浪網(wǎng)

大腦生物鐘的全新調(diào)節(jié)機(jī)制找到了！多巴胺、5-羥色胺等單胺類(lèi)分子是大腦中不可或缺的神經(jīng)遞質(zhì)，作為“信使”在神經(jīng)細(xì)胞之間傳遞信號(hào)。許多神經(jīng)疾病與精神障礙，如帕金森病、焦慮癥、抑郁癥和成癮，都與這些神經(jīng)遞質(zhì)無(wú)法正常發(fā)揮作用有關(guān)。

近年來(lái)，一些新研究發(fā)現(xiàn)單胺類(lèi)分子不僅是化學(xué)信使，還能影響組蛋白的表觀遺傳修飾，從而調(diào)控基因表達(dá)。組蛋白是與DNA分子纏繞在一起的蛋白質(zhì)，通過(guò)添加或去除特定化學(xué)標(biāo)記來(lái)影響相應(yīng)位置的基因能否被順利“讀取”。常見(jiàn)的表觀遺傳標(biāo)記包括組蛋白的甲基化、乙?；?、磷酸化等。最新研究表明，組蛋白的特定位置還會(huì)發(fā)生多巴胺化、5-羥色胺化等單胺化修飾。

一項(xiàng)發(fā)表于《自然》的研究論文中，科學(xué)家們首次在神經(jīng)元中發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)遞質(zhì)對(duì)組蛋白的單胺化修飾可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)生物鐘基因的表達(dá)模式，進(jìn)而調(diào)控動(dòng)物的晝夜節(jié)律行為，例如睡眠與覺(jué)醒周期。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)揭示了調(diào)控大腦生物鐘的一種全新機(jī)制。

西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院的Ian Maze教授及其團(tuán)隊(duì)在先前的研究中發(fā)現(xiàn)，多巴胺、5-羥色胺等單胺類(lèi)分子可以附著在組蛋白H3的第5個(gè)谷氨酰胺殘基（即H3Q5）上，并且這個(gè)過(guò)程需要一種名為谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶2（TG2）的酶參與。在這項(xiàng)新研究中，研究團(tuán)隊(duì)綜合利用多種學(xué)科手段，進(jìn)一步破譯了TG2的生物化學(xué)機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)，TG2不僅能夠?qū)伟奉?lèi)表觀遺傳修飾寫(xiě)到組蛋白H3Q5上，還能夠?qū)⑵洳脸?。通過(guò)TG2的“寫(xiě)”和“擦”，實(shí)現(xiàn)了組蛋白上不同單胺化修飾記號(hào)的快速置換，從而以不同方式調(diào)節(jié)基因表達(dá)程序。

此外，研究人員預(yù)測(cè)并驗(yàn)證了除了已知的多巴胺和5-羥色胺外，組胺也能進(jìn)行組蛋白單胺化修飾，即在H3Q5位點(diǎn)上會(huì)發(fā)生組蛋白組胺化修飾。組胺在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中是調(diào)控睡眠-覺(jué)醒的重要分子，其釋放的神經(jīng)元活躍程度與動(dòng)物處于睡眠還是清醒狀態(tài)密切相關(guān)。組胺能神經(jīng)元集中在下丘腦的結(jié)節(jié)乳頭核（TMN），因此組蛋白組胺化修飾的變化也集中于這個(gè)腦區(qū)。

12 全文共 2 頁(yè)下一頁(yè)

關(guān)閉

打破傳統(tǒng)認(rèn)知！《自然》：大腦生物鐘的全新調(diào)節(jié)機(jī)制找到了 單胺化修飾調(diào)控晝夜節(jié)律

相關(guān)新聞

今日熱點(diǎn)

頻道熱點(diǎn)

打破傳統(tǒng)認(rèn)知！《自然》：大腦生物鐘的全新調(diào)節(jié)機(jī)制找到了單胺化修飾調(diào)控晝夜節(jié)律