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中美德科学家揭示血清素并不仅仅是一种神经递质

作者:文章来源:国内发布时间:2019-3-26 19:52:33

在一项新的研究中,来自中国清华大学、美国西奈山伊坎医学院、普林斯顿大学、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院、沙克生物科学研究所、洛克菲勒大学和德国马克斯-德尔布吕克分子医学中心的研究人员发现,作为一种长期以来因在大脑神经元之间传递信号的作用而闻名的大脑化学物质,血清素(serotonin)也能够以一种意想不到的方式调节神经元中的基因表达。这一发现可能有助于科学家们更好地理解各种脑部疾病,包括情绪障碍、药物滥用/成瘾和神经退行性疾病。相关研究结果于2019313日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Histone serotonylation is a permissive modification that enhances TFIID binding to H3K4me3”

这一结果与当前的普遍看法不一样,研究者发现大脑化学物质的作用不依赖于神经传递,但对它们的整体信号传导至关重要,需要进一步研究。

这项研究围绕着DNA及其如何形成每个人的生物图谱展开。身体中的每个细胞都含有两米长的DNA,是体内所有细胞所有功能的蓝图。DNA缠绕在组蛋白(将细胞核中的DNA包装起来的蛋白,它们很容易发生有助于调节基因表达的化学修饰)的线轴上,形成称为核小体的结构。当编码特定基因的DNA紧密缠绕在组蛋白线轴内时,这个基因不太可能表达。当这个基因没有受到紧密缠绕时,它更可能表达。这可能会影响给定细胞的许多功能。

血清素是一种能够在大脑神经元之间传递信号的化学物质,并且参与调节情绪。选择性血清素再摄取抑制剂(selective serotonin reuptake inhibitor, SSRI)可改变大脑中的血清素含量,从而改变情绪。当血清素从神经元中释放出来时,所产生的信号建立了大脑不同部分之间通信的连锁反应。

这些研究人员发现一种称为组织转谷氨酰胺酶2transglutaminase 2)的蛋白能够直接将血清素分子附着到组蛋白上(这一过程称为组蛋白血清素化),这接着让组蛋白线轴松开,从而使得更加强劲的基因表达得以发生。具体而言,他们发现对发育中的啮齿动物大脑和人类神经元而言,血清素松开的部分组蛋白线轴附近的基因更可能发生表达。他们还发现一种特异性的结合复合物使得这一过程得以发生。

这项研究有望从根本上改变这个领域理解血清素以及其他单胺的生物活性的方式,这些现象可能让我们对人类疾病的理解作出重大贡献,并为新的治疗靶标提供信息。

 

文章来源:生物谷

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-019-1024-7


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