Молекулярні комутатори підвищують ймовірність шизофренії, розладів настрою

Молекулярний перемикач, який контролює поведінку білка, який, змінюючись, підвищує вразливість до шизофренії та розладів настрою, був виявлений в нових дослідженнях. Отримані дані роблять можливим створення біомаркерів, які можуть допомогти діагностувати психічні захворювання та простежити лікування.

Нове дослідження під керівництвом доктора медичних наук Акіри Сави, професора психіатрії та поведінкових наук Джонса Хопкінса, мабуть, дає відповідь, чому ген Disrupt In Schizophrenia (DISC1) та його білковий продукт відіграють таку різну роль у розвитку та функціонування мозку.

Дослідницька група виявила одну специфічну білкову варіацію, яка керує двома найважливішими функціями DISC1: регуляція розвитку нових нейронів в корі головного мозку (мисляча частина мозку) та запрограмована міграція цих нейронів, життєво необхідна для формування архітектури мозку.

Якщо комутатор має проблеми - якщо він пропускає занадто багато нових нейронів або недостатньо міграції, наприклад, - мозок може не розвиватися належним чином, залишаючи його готовим до розвитку психічних захворювань.

За словами Сави, перемикач, здається, змінює функцію DISC1 від його ролі в побудові нових нейронів до його ролі в міграції нейронів. Це трапляється, коли білок змінюється за допомогою біохімічного процесу, який називається фосфорилювання, або приєднання фосфату до білка, говорить він.

"Здається, що лише одна конкретна модифікація білка є ключовим фактором, що визначає дві найважливіші функції цієї молекули", - сказав Сава.

Дослідження є важливим, оскільки, за словами Сави, пошук способу виявити і відстежити цей молекулярний перемикач може допомогти в діагностиці, яка в даний час залежить від поведінки пацієнта.

Щоб знайти перемикач, дослідники розглядали зразки тканин за допомогою мас-спектрометрії. Використовуючи утворене антитіло, вони виявили, що частина білка була змінена, а частина - ні.

Було виявлено, що немодифікований DISC1, а не модифікована форма, необхідний для регуляції нових нейронів. Для міграції нервових клітин було протилежне: модифікована версія DISC1, зв’язана з іншими білками, брала участь у переміщенні клітин, але не модифікована версія.

Команда підтвердила свої висновки, використовуючи антитіло, здатне виявити цю модифікацію білка у мишей. Антитіло було використано на мозку мишей плода на ембріональний день 14, коли генеруються нейрони. Тоді дослідники виявили, що немодифікований DISC1 є переважною формою білка. На 18 день, коли нейрони головного мозку миші зазвичай мігрують, команда виявила в основному модифікований DISC1. Тому дослідники приходять до висновку, що модифікація діє як перемикач, щоб визначити, чи бере участь DISC1 у нейрогенезі або міграції клітин.

Миші-моделі шизофренії тісно імітують певні ключові біологічні процеси шизофренії людини, сказав Сава. Його команда вже розробила версію антитіла, за допомогою якої можна перевірити наявність білка в мозковій тканині людини.

Висновки опубліковані в Інтернеті в журналі Природа.

Джерело: Johns Hopkins Medicine