Sommige van de genen die zorgen dat zenuwcellen en sommige andere soorten van cellen om uitgebreide chemische berichten naar elkaar sturen lijken te zijn overgedragen aan dieren of hun directe voorouders van bacteriën eeuwen geleden, volgens een studie door onderzoekers van de National Library of Medicine en het National Institute of Child Health and Human Development, beide onderdeel van de National Institutes of Health .
In het bijzonder, de genen bevatten de informatie die nodig is om enzymen, die op hun beurt cruciaal zijn voor het maken van de complexe moleculen die cellen gebruiken om te communiceren met elkaar te maken. Deze cel-signaalmoleculen spelen een rol bij het leren, geheugen, mentale alertheid, slaap patronen, en allergische reacties.
De studie werd gepubliceerd op het web op http://www.sciencedirect.com en zal verschijnen in het julinummer van Trends in Genetics.
"Door het bestuderen van deze enzymen in bacteriën, kunnen we in staat zijn om een beter idee van hoe ze werken bij de mens te krijgen," zei de studie de eerste auteur, Lakshminarayan Iyer, Ph.D., Research Fellow van het National Center for Biotechnology Information van de National Library of Medicine (NLM).
Bacteriën zijn eencellige organismen. In planten en dieren, is DNA vervat in een membraan-gebonden compartiment genaamd de nucleus. Het DNA van bacteriën is niet vervat in een kern.
Voor de studie, voerden de onderzoekers een uitgebreid zoeken van de National Library of Medicine van de genetische databases. Zij identificeerden een groep van genen die nodig zijn om een aantal enzymen die betrokken zijn bij de productie van de chemische boodschappers die cellen gebruiken om te communiceren te maken. De genen zijn aanwezig in bacteriën en in gewervelde dieren, maar met een paar uitzonderingen na, niet in planten, of andere complexe levende organismen. De zoektocht is ingegeven door eerdere van de groep observatie dat het enzym arylalkylamine N-acetyltransferase (AANAT) was aanwezig in dieren, bacteriën en gisten, maar in geen andere levende organismen. AANAT wordt gebruikt om melatonine, een hormoon dat het lichaam cycli van slapen en waken regelt maken.
De onderzoekers hebben ook geïdentificeerde genen voor enzymen die betrokken zijn bij de productie van de volgende chemische boodschappers:
- acetylcholine - die betrokken zijn bij leren en geheugen, samentrekken van de spieren,
- dopamine - het ontbreken van wat resulteert in de ziekte van Parkinson
- noradrenaline en adrenaline - die betrokken zijn bij alertheid, vasculaire tonus
- serotonine - die betrokken zijn bij stemming,
- glutamaat - betrokken bij de alertheid
- stikstofmonoxide - betrokken bij tal van lichamelijke functies, met inbegrip van bloed drukregeling
- histamine - die betrokken zijn bij de allergische reactie
De bacteriële genen zijn overgedragen aan de organismen die waren de voorouders van de dieren meer dan een half miljard jaar geleden, verklaarde een van de auteurs van de studie, David Klein, Ph.D., een melatonine onderzoeker aan het National Institute of Child Health en Human Development (NICHD).