Forscher entdecken eine neuartige Rolle für Dopamin, die Auswirkungen der gen-expression bezogen auf Kokain-Missbrauch

Forscher entdecken eine neuartige Rolle für Dopamin, die Auswirkungen der gen-expression bezogen auf Kokain-Missbrauch

Wissenschaftler der Icahn School of Medicine am Mount Sinai entdeckt eine neue Rolle für das Gehirn Chemische Dopamin, das unabhängig von der klassischen neurotransmission. Die neue Rolle erscheint, kritisch zu sein, um Veränderungen in der Genexpression im Zusammenhang mit chronischen Exposition oder Missbrauch von Kokain, laut einer Studie veröffentlicht Freitag, 10. April, in der Zeitschrift Science.

„Unsere Studie liefert den ersten Beweis dafür, wie Dopamin können direkten Einfluss auf Arzneimittel-induzierte gen-expression Auffälligkeiten und die anschließende Rückfall Verhalten“, sagt Ian Labyrinth, Ph. D., Associate Professor of Neuroscience und Pharmakologische Wissenschaften an der Icahn School of Medicine at Mount Sinai, und führen Autor der Studie. „Jenseits der übertragung von Signalen zwischen den Nervenzellen im Gehirn, die wir gefunden haben, dass Dopamin können chemisch befestigt, um Histon-Proteine, die Zellen dazu veranlasst, schalten andere Gene ein-und ausschalten, Auswirkungen auf Regionen des Gehirns, die sich mit der motivation und Belohnung von Verhalten. Dieser biochemische Prozess deutlich beeinflusst Kokain Verletzlichkeit und Rückfall, wenn Sie verstört, indem Sie Drogen von Missbrauch.“

Die Studie dreht sich um die DNA und wie es funktioniert, um die form jeder einzelnen biologischen Karte. Jede Zelle im Körper enthält zwei Meter DNA, die Blaupause für alle Funktionen aller Zellen im Körper. Diese DNA gewickelt wird, um Spulen von Histon-Proteinen (Proteine, die Paket-DNA im Kern der Zellen, und sind stark anfällig für Chemische Veränderungen, die Beihilfen in der regulation der Genexpression), die in Strukturen genannt nukleosomen. Bei der DNA-Kodierung eines spezifischen Gens Wunde ist eng in die Spule, so wird dieses gen ist weniger wahrscheinlich, zum Ausdruck gebracht werden. Wenn das gen nicht Wunde so fest, es ist eher ausgedrückt werden. Dies kann Auswirkungen auf viele Funktionen, die von einer bestimmten Zelle.

Dopamin, auch bekannt als die Wohlfühl-neurotransmitter, eine Chemikalie, die Fähren Informationen zwischen Neuronen. Das Gehirn freisetzt, wenn wir Essen, dass wir uns sehnen, oder während wir sex haben, einen Beitrag zu einem Gefühl von Freude und Zufriedenheit als Teil des natürlichen Belohnungssystem. Diese wichtige neurochemische steigert die Stimmung, motivation und Aufmerksamkeit und hilft bei der Regulierung der Bewegung, lernen und emotionale Reaktionen. Dopamin ermöglicht es uns auch, nicht nur, um zu sehen, Belohnungen, aber, Maßnahmen zu ergreifen, zu bewegen in Richtung zu Ihnen.

Anfälligkeit für Rückfälle während der Perioden der Kokain-Entzug wird angenommen, dass das Ergebnis von der funktionalen neuverdrahtung des Gehirns Belohnung Schaltung, insbesondere innerhalb der mittleren Gehirnregionen wie dem ventralen Tegmentum (VTA). Das Forscherteam entdeckte, dass ein protein namens transglutaminase 2 kann direkt Anhängen Dopamin-Moleküle an die Histon-Proteinen (sogenannten Histon-dopaminylation oder H3Q5dop), die wiederum Auswirkungen auf die Histon-DNA-spool zu aktivieren, ökologisch regulierte Veränderungen in der Genexpression. Sie fanden heraus, dass Histon-dopaminylation spielt eine wichtige Rolle bei der Betankung erhöhten Anfälligkeit für Rückfälle über einen längeren Zeitraum. Insbesondere die Ansammlung von H3Q5dop in der VTA kann, im Effekt, die Kontrolle der Lohn-Schaltung, so dass es schwer zu unterscheiden zwischen gut und maladaptive Verhalten. Die Studie fand jedoch, dass die Verringerung H3Q5dop in Ratten programmiert zu Unterziehen Entzug von Kokain deutlich Umgekehrt Kokain-vermittelte gen-expression und reduziert Kokain-sucht-Verhalten.

„Die Frage, die schon immer herausgefordert Neurowissenschaftler ist, was sind die zugrunde liegenden molekularen Phänomene, die zu gesteigerter Anfälligkeit für Drogen-Rückfall in die Menschen“, sagt Ashley Lepack, Ph. D., ein Forscher in der Abteilung von Neurologie, Die Friedman-Gehirn-Instituts, Dr. Labyrinth Labor an der Mount Sinai, und ersten Autor von der Studie. „Unsere Forschung verschüttet wertvolles Licht auf diesem Gebiet durch die Identifizierung von Histon-dopaminylation als eine neue, neurotransmission-unabhängige Rolle für Dopamin, der bisher nicht beteiligt, bevor Sie im Gehirn Pathologie.“

„Wir glauben, dass diese Ergebnisse stellen einen Paradigmenwechsel in, wie wir denken, dass Dopamin nicht nur im Zusammenhang mit Drogenmissbrauch, aber auch möglicherweise in einer anderen Belohnung-bedingten Verhaltensweisen und-Störungen, sowie bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson, wo die Dopamin-Nervenzellen sterben“, sagt Dr. Labyrinth. „In diesem Fall stellt sich die Frage,“ könnte diese neuronalen Tod fällig, teilweise zu absurden dopaminylation der Histon-Proteine?‘ „

Im letzten Jahr veröffentlichte Studie, Dr. Labyrinth und sein team fand, dass ein weiterer neurotransmitter, serotonin, einer Chemikalie an der regulation von Stimmung, wirkt in einer ähnlichen Weise wie Dopamin auf die Genexpression innerhalb der Gehirnzellen.

„Wenn wir beobachteten dieses einzigartige signaling-Mechanismus mit serotonin, beschlossen wir, den Blick auf andere Neurotransmitter, vor allem Dopamin, und festgestellt, dass es könnte auch Durchlaufen diese Art der chemischen Modifikation auf die gleiche Histon-protein“, erklärt Dr. Labyrinth.