氨基酸变化与改变焦虑的风险

单胺神经递质5 -羟色胺和多巴胺等扮演了一个重要的角色在我们的认知和情感的功能。进化起源追溯到后生动物,虽然相关基因的功能是强烈的进化,据报道,种内遗传变异和物种之间产生重大影响动物社会性等心理特征,侵略,焦虑和抑郁。

大树佐藤将博士和教授领导的研究小组Masakado Kawata此前报道,水泡单胺转运体1 (VMAT1)基因,而传输神经递质在神经细胞和分泌细胞分泌囊泡,人类进化过程中通过自然选择进化而来。特别是,这个基因的第136个氨基酸位点进化人类血统的天冬酰胺(Asn)苏氨酸(刺),此外,一个新的等位基因(异亮氨酸,Ile)已经出现和在世界各地的频率增加。先前的报道表明,Ile基因型的人更容易抑郁和焦虑比刺基因型,但还不清楚如何将这些人类大脑中的变异函数并导致神经行为的变化。

在这项研究中,佐藤,Kawata(东北大学),井上Yukiko美国(国家神经学和精神病学中心),以及他们的同事准备Vmat1gene-edited老鼠的第136个氨基酸位点是取代人类的基因型(刺或Ile)编辑技术,通过基因组和基因表达相比,基因型之间的神经活动和行为。Ile-type老鼠表现出降低水平的焦虑行为,符合人体研究。此外,突触后基因表达影响的基因型和杏仁核的神经活动,一个大脑区域参与情绪调节。VMAT1基因的功能作用在中枢神经系统仍不清楚,这项研究可能对阐明其分子机制提供一种达到目的的手段。此外,很少有研究,单一的氨基酸替换的影响在人类进化过程中自然选择已被验证使用基因组编辑技术。这项研究表明人类变异的功能重要性神经递质参与认知和情感管理电路功能,预计将阐明神经精神疾病的致病机制,比如焦虑和抑郁。

参考:佐藤DX,井上YU Kuga N, et al。人性化的替换Vmat1老鼠改变amygdala-dependent行为与进化相关的焦虑。iScience。2022:104800。doi:10.1016 / j.isci.2022.104800

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