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Identificazione di una differenza genetica naturale che gestisce la produzione di serotonina nel cervello

I ricercatori al centro medico di Duke University hanno fornito la prima prova diretta in mouse per il ruolo di un enzima che specificamente gestisce la produzione di serotonina nel cervello.

Le versioni differenti di quell'enzima della serotonina hanno un effetto principale ai livelli del messaggero chimico, che del cervello è stato collegato a molte funzioni comportamentistiche e fisiologiche di base compreso l'umore, l'emozione, il sonno e l'appetito, i ricercatori riferiti nell'emissione del 9 luglio 2004 di scienza. L'individuazione ha implicazioni importanti per la comprensione dei disordini psichiatrici ed il loro trattamento, i ricercatori ha detto.

La serotonina è “un neurotrasmettitore,„ un prodotto chimico che un neurone usa per avviare un impulso nervoso nei sui vicini. Quindi, i livelli della serotonina possono profondo pregiudicare la funzione del cervello e quindi il comportamento.

“Per la prima volta, abbiamo identificato una differenza genetica naturale che gestisce la produzione di serotonina nel cervello,„ abbiamo detto il ricercatore Marc Caron di Howard Hughes Medical Institute, professore di James, di Ph.D.B. duca di biologia cellulare a duca e l'autore senior dello studio.

L'individuazione in mouse colloca la fase per le nuove comprensioni nel ruolo l'enzima della serotonina ed il gene che lo codifica potrebbe giocare nel comportamento animale e nei disordini psichiatrici umani, ha detto i ricercatori. I bassi livelli di serotonina sono stati implicati in molti disordini quali la depressione, l'ansia, il disordine post - traumatico di sforzo ed il disordine dell'iperattività di deficit di attenzione.

L'enzima potrebbe anche influenzare le risposte dei pazienti alla classe di droghe conosciute come gli inibitori selettivi di ricaptazione della serotonina o SSRIs, hanno aggiunto. SSRIs include la paroxetina (denominazione commerciale Paxil), la sertralina (denominazione commerciale Zoloft) e la fluoxetina (Prozac di denominazione commerciale). L'influenza dell'enzima della serotonina solleva la possibilità che una prova genetica da distinguere che la versione del gene un paziente ha potrebbe predire la risposta del paziente alle droghe, Caron ha detto.

Il cervello è una rete di miliardi di celle chiamate neuroni. Una volta stimolato, incendio dei neuroni, inviante un'ondata di carica elettrica da un'estremità all'altra. Per colmare la lacuna fra i nervi, i neuroni rilasciano i neurotrasmettitori chimici, compreso serotonina, quel provocato un impulso nella ricezione dei neuroni. Una volta che la cella originale ha passato il suo messaggio sopra, inzuppa il prodotto chimico che ha rilasciato per ammortizzare quel segnale e per preparare per il seguente.

Se i livelli della serotonina sono diminuiti, può accadere in pazienti con la depressione ed altri disordini psichiatrici, la comunicazione fra i neuroni si blocca. SSRIs neutralizza la ripartizione rallentando la ricaptazione di serotonina, permettendo che l'organismo faccia il migliore uso di livelli anormalmente bassi del messaggero chimico, i ricercatori spiegati.

Gli scienziati lungamente avevano considerato l'enzima conosciuto come l'idrossilasi del triptofano (Tph1) per essere la sintesi governante della serotonina dei soli enzimi nel sistema nervoso, Caron ha detto. L'anno scorso, tuttavia, i ricercatori ad un'altra istituzione hanno trovato che un secondo enzima, il triptofano hydroxylase-2 (Tph2), è presente nel cervello, mentre il Tph1 scoperto più iniziale è trovato soprattutto in nervi periferici.

Il gruppo di duca ha schermato i cervelli di parecchie razze del mouse per il gene Tph2. Con la loro sorpresa, ha detto Xiaodong Zhang, il Ph.D., autore principale dello studio, hanno trovato non una versione del gene, ma due.

Le due varianti del gene hanno differito in una singola unità del DNA, chiamata un nucleotide. Quella differenza ha alterato il gene in modo che producesse una variante dell'enzima con un'unità differente dell'amminoacido e sollevasse la possibilità che il cambiamento potrebbe alterare la funzione della proteina e la produzione di serotonina, Zhang ha detto.

Studiando gli effetti delle varianti degli enzimi in celle coltivate, i ricercatori hanno trovato che hanno avuti un effetto principale sulla quantità di serotonina le celle prodotte, il gruppo hanno trovato. Che la differenza era egualmente evidente nei mouse, i ricercatori ha riferito. Una razza del mouse con una variante ha prodotto 50 - 70 per cento meno serotonina nei loro cervelli dei mouse con l'altra variante.

“Questa singola differenza genetica ha un impatto enorme ai livelli della serotonina, confermanti che il gene è fondamentale nella sintesi della serotonina del cervello,„ ha detto Zhang.

I risultati avranno un impatto pratico immediato, i ricercatori aggiunti. “Le razze del mouse che sono l'argomento di molta ricerca biomedica sono state conosciute per avere differenze comportamentistiche relative ai livelli della serotonina,„ Zhang ha detto. “Ora abbiamo identificato un gene importante responsabile.„

Lo sfruttamento dei questi risultati ha potuto fornire un approccio utile ai modelli animali di sviluppo dei disordini in relazione con la serotonina, Martin aggiunto Beaulieu, Ph.D., un co-author sullo studio.

Il gruppo pianificazione cercare le simili differenze genetiche e la loro influenza su chimica del cervello in esseri umani con i disordini psichiatrici. Contrariamente alle razze innate del mouse, Caron sospetta che gli esseri umani probabilmente sopportano molte versioni del gene della serotonina.

I collaboratori sulla ricerca includono Tatyana Sotnikova, Ph.D. e Raul Gainetdinov, M.D.