Нейротрансмиттеры моноаминовой природы, такие как серотонин и дофамин, являются ключевыми элементами развития когнитивных функций и эмоций. В эволюционном плане их происхождение можно проследить вплоть до самых примитивных представителей многоклеточных животных. И несмотря на то, что функции соответствующих генов строго ограничены, их вариации внутри самих видов и между видами в значительной степени влияют на такие ментальные особенности, как социализация, агрессивность, тревога и депрессия.
Ранее исследователи во главе с доктором Даики Сато и профессором Масакадо Кавата уже сообщали, что ген везикулярного транспортера моноаминов 1 (от англ. vesicular monoamine transporter 1, VMAT1), структуры, которая переносит нейротрансмиттеры в секреторные пузырьки нейронов и секреторных клеток, путем естественного отбора развивалась параллельно эволюции человека. В частности, локус 136-ой аминокислоты в этом гене эволюционировал у человека из аспарагина (Asn) в треонин (Thr), а также возникла новая его аллель (изолейцин, Ile), частота которой в общемировой человеческой популяции возросла. В более ранних работах подтвердилась теория о том, что люди с Ile-генотипом менее склонны к развитию депрессии и тревоги по сравнению с Thr-генотипом. Однако остается невыясненным, какое влияние эти специфичные для человека (как вида) мутации оказывают на функционирование ткани мозга и на изменение его поведения.
В настоящем исследовании Сато, Кавата (из университета Тохоку), Юкико Ю. Инойю (Национальный Центр Неврологии и Психиатрии, Кодиара, Япония) с соавт. вырастили генетическую линию мышей, у которых была проведена замена аминокислотного локуса гена Vmat1 с мышиного на человеческий (т. е. на Thr- или Ile-генотипы) посредством технологий редактирования генома. Также авторы сравнили экспрессию генов, активность нейронов и поведение среди животных-представителей разных генотипов. У мышей с Ile-генотипом был выявлен сниженный уровень неврозоподобного поведения, что согласуется с исследованиями на людях. Помимо этого, были снижены постсинаптическая экспрессия генов, обусловленная генотипом, и активность нейронов в миндалевидном теле (область мозга, вовлеченная в регуляцию эмоций). Функциональная роль гена VMAT1 в центральной нервной системе остается невыясненной, а настоящее исследование может стать трамплином для новых, которые прольют свет на молекулярные механизмы. Более того, существует крайне мало исследований, в которых посредством технологий редактирования генов выявлялись бы возникающие в процессе естественного отбора (в масштабах эволюции человека) единичные аминокислотные замены. Данное исследование показывает функциональную значимость вариантов генов, специфичных для человека, в регуляторных циклах нейротрансмиттеров, вовлеченных в развитие эмоциональных и когнитивных реакций. Авторы надеются, что их работа сможет пролить свет на патологические механизмы таких нейропсихиатрических нарушений, как депрессия и тревожное расстройство.
Рисунок 1 Создание генетических линий мышей, у которых присутствуют мутации, специфичные для человека (как вида), в гене везикулярного переносчика моноаминов 1 (VMAT1) позволяет проводить оценку того, как влияют эти мутации на генетические, нейрональные и поведенческие механизмы развития нейропсихиатрических расстройств.
