从2020年4月开始一个晚上,而我在家里开放科学期刊 科学 ,我绝对不知道的一个词吸引了我在新研究的标题中引起的注意:“多巴胺化”。显然,它是由术语“多巴胺”,一种脑化学化学品,其通过在突触处的神经元之间的信息中继信息来发挥神经递质的作用。但在这里,它是一种不同的功能:多巴胺进入细胞核心的能力以控制特定基因。

通过阅读这份科学论文,我意识到它完全令我们对遗传学,吸毒成瘾甚至抑郁的理解......令人上瘾药物(如酒精和可卡因)的强烈羡慕将是由多巴胺控制的基因引起的,并改变涉及依赖的大脑电路。更具兴趣:研究结果也将解释为什么通常应在有效之前服用治疗抑郁症的药物。这次发现惊呆了,我希望真正了解它......但是,为了实现它,我必须先“不清楚”某些事情......

“你在大学学到的一半是错误的,有一天说我的生物学老师大卫兰格。问题是我们不知道一半。因为他是对的!事实上,很久以前,我被教导取笑法国自然主义者Jean-Baptiste de Lamarck以及他的生活经验所获得的特征或特征有时会传播到下一代。传统的例子,有点愚蠢,是妈妈长颈鹿常常伸展他的脖子在树顶到达食物:然后将世界婴儿长颈鹿与超长的脖子上!

遗传学和表观遗传学

然而,拉马克已经部分地看过。生物学家实际上发现我们可以真正继承我们父母在生活期间获得的某些功能,而无需正式修改我们基因的DNA序列。并且由于一种称为“表观遗传”的过程 - 一种可以从细胞传播到细胞,生成的遗传表达形式,但这并没有真正改变遗传密码。它在这个水平,脑化学物质如多巴胺,发挥作用。

所有遗传信息在含有我们基因的DNA序列中编码,我们自己的特征和特征是由卵子基因和精子在施肥期间随机混合产生的。遗传信息和说明,使其在我们的身体的每个细胞中表达它是相同的,并且在四个“字母”,核苷酸的序列中静置,该核苷酸在A,T,G和C中含量,DNA的长链双螺旋。线性代码足够长 - 每人细胞约1.8米 - ,使其彻底缠绕在线圈(特定蛋白质名为“组蛋白”),如围绕旧音频盒的线圈周围的磁条。

然后将遗传基因激活或失活,取决于细胞,以构建来自受精卵的独特个体,但是每个细胞活跃并在整个寿命期间不断地使特异性基因失活,以操作其需要的蛋白质。实际上,当激活基因时,特殊的蛋白质附着在相应的DNA上,阅读字母序列并以信使RNA的形式制作出短暂的拷贝。然后,它将遗传指令发送到细胞的核糖体,分离解码并将相应的蛋白质译成到活化基因的上。

可以访问DNA ...阅读它

但是,在没有访问DNA的情况下,否则都不是可能的,如果磁带保持良好包装,则无法读取盒中包含的信息。表观遗传方式以同样的方式工作:它允许展开带(DNA),而不是其线圈以控制将执行的遗传指令。在表观遗传遗产中,DNA的代码没有改变,但它的访问是。

这就是为什么我们的身体细胞是如此不同,即使每个都有相同的DNA。如果DNA从其不同的线圈展开,机器的机器无法读取代码。因此,例如,制造红细胞的基因被阻断在成为神经元的细胞中,反之亦然。

每个细胞如何知道什么基因读取?线圈(它们被称为“组蛋白”),周围的DNA包裹来自特定基因的DNA包装,标有特定的化学标签,有点像a 发表它 分子。该标记命令其他蛋白质展开“带”,即涉及的DNA,这些组蛋白(根据添加的标签展开它)。直到那时,最着名的标签是甲基化学基团,这就是为什么它对DNA的固定称为“甲基化”。

因此,我们将继续学习每天的迷人机制,但我们永远不会想象一种脑化学化学品,显然与多巴胺等遗传表达无关,也可以发挥标签的作用......实际上,神经递质是传送神经元之间的信号的专用分子。神经元之间的这种化学信号传导是让我们思考,学习感受情绪,并且当它变坏时,患有认知障碍或精神疾病。

抑郁和上瘾

血清素和多巴胺对于大脑的功能至关重要。这些是单胺,一类神经递质,特别参与抑郁,焦虑症和成瘾等心理疾病。 Séotonin在其他事情方面贡献了对情绪的调节,并且被称为“血清素蛋白重新破坏的选择性抑制剂”的药物在治疗抑郁症方面被广泛规定和有效。我们认为他们通过将血清素的浓度增加到大脑中,刺激神经元电路中神经元之间的通信,控制心情,动机,焦虑和奖励。这是逻辑的,当然,但是,在这些药物缓解抑郁症患者之前通常需要一个月或更长时间或更加好奇......

同时,多巴胺是神经递质在奖励的脑电路中的工作;例如,它产生了这种推动的兴奋,当我们在机会游戏中获胜时一个经历。几乎所有引起成瘾的药物,如可卡因和酒精,增加了多巴胺的脑浓度,并刺激所产生的奖励电路通常增强了药物的欲望和使用...此外。,通过被征求的宗旨,通过征集,这电路削弱,这可能是抑郁症的原因,部分解释为什么抑郁药有时会采取增加多巴胺率的非法药物。

血清素和多巴胺, 发表它 moléculaires

但是,正如我通过阅读本文对多巴胺化物质的读物,2019年由IAN MAZE,纽约山的ICAHN医学院的神经科学研究进行的研究表明,他的同事表明,血清素是神经递质的另一个功能:它有时是其中之一 发表它 分子。更具体地,它具有结合名为H3的组蛋白类型的能力,其控制负责人干细胞(各种细胞的前体)转化为血清酮互动神经元的基因。当血清素依附于这些组蛋白时,DNA展开,其激活对调节脱诺科神经元干细胞的发展的基因,同时丧失其DNA保持紧密缠绕的其他基因。 (因此,干细胞从未看到血清素变成其他类型的细胞,因为遗传程序在神经元中区分它们不会被激活。)

因此,这个发现促使迷宫球队想知道多巴胺是否不能以同样的方式行事,调节涉及吸毒成瘾和断奶的基因。因此,在物品中 科学 这让我感到惊讶,研究人员表明,与H3组蛋白的血清素附着相同的酶也促进了多巴胺对H3的固定。一个过程,我学到了,称为多巴胺化。

这些结果让我们对这些化学品的理解感到不安。通过结合H3,组蛋白,血清素和多巴胺可以调节信使RNA中DNA的转录,因此是特异性蛋白质的合成。这些神经科学家的这些着名的主角都以双胞苷儿,神经递质和秘书的方式变为外递质。

Cocaimanes中的多巴胺化减少

单胺的新作用如何影响大脑功能?要确定它,迷宫队首先检查了脑组织 后验尸 可卡因消费者。它发现H3的多巴胺化物质的多巴胺化神经元在依赖现象中所知的大脑的多巴胺能神经元中的降低,并且属于奖励的电路:腹侧电视区域或VTA。

但这只是一种有趣的相关性......要知道可卡因消费是否真正修饰了这些神经元在这些神经元中的H3组蛋白的多巴胺化,研究人员在10天内从可卡因自我施用之前和之后研究了大鼠。结果:如在Cocainean大脑中,H3的多巴氨基蛋白酶掉入啮齿动物的腹侧区域的神经元中,所述啮齿动物的啮齿动物消耗可卡因。此外,迷宫和他的同事突出了一个月在停止药物服用后一个月的“反弹效果”,与对照啮齿动物相比,在旧药物大鼠的这些神经元中具有更高的多巴胺化。这种增加对于控制哪些基因再次被激活或停用,可以重写大脑的奖励电路,即使在断奶期间挑起毒品的强烈愿望......

因此,似乎多巴胺化 - 而不仅仅是大脑中多巴胺作为神经递质的典型功能 - 将在药物研究行为中发挥重要作用。实际上,长期可卡因消费改变了奖励的大脑电路,使得定期使用该电路正常工作所需的药物。为此,有必要激活和去激活特定基因以使涉及这些变化的蛋白质。这将是由多巴胺引导的表观遗传机制,其结合H3,而不是DNA序列的变化。

断奶的角色......

为了验证这个假设,迷宫和他的同事随后转基因H3 H3组蛋白,替代多巴胺与另一个不相互作用的氨基酸。这防止了任何多巴氨基蛋白化。通常,经过一个月的可卡因断奶后,在读取涉及神经元电路的数百个基因和突触连接的改变的情况下观察到变化;但在大鼠不能无多巴蛋白化,这种现象是不存在的。

此外,研究人员发现,这些大鼠的腹侧互联网区域的神经元在断奶期间不再是活性的,因此释放了更少的多巴胺。证明遗传表达的修改影响奖励电路的操作。这将解释为什么患有与精神药物使用相关的人的人需要在断奶期间增加大脑中的多巴胺浓度的物质。最后,在随后的实验期间,不再能够在其断奶期间从可卡因疯狂寻找的大鼠的大鼠......好像它们不再 - 或从未成瘾。

这是科学和医学的基本发现:单胺化神经递质调节基因的表观遗传调节,多巴胺的H3组蛋白的标记有助于调节依赖的神经元电路。

......可能是抑郁症

考虑到多巴胺信号和血清素在其他神经和精神病疾病中的发挥关键作用,可能超越依赖现象的影响。事实上,迷宫向我解释说,他的团队(尚未发表)的最新研究也强调了这种患有抑郁症的人们脑组织中的这种表述标志。这已经解释了为什么抗抑郁药那么长时间才能产生它们的效果:如果这些药物实际上通过这种表观遗传过程行动,而不是简单地带来缺少的血清素,它是流动在这些遗传表达的情况下从天甚至几周流动的逻辑可见并转化为脑功能......

抗抑郁药留下几天或几周,产生它们对患者的效果,因为它们将通过改变情绪,动机,焦虑和奖励的神经元网络中的基因来采取行动。 

在未来,迷宫和他的团队将确定这种表观遗传学是否也存在响应其他上瘾药物的消费,包括海洛因,酒精和尼古丁。如果是这种情况,基于这种新的表观遗传过程的药物最终可能会导致许多类型的瘾和精神疾病更好地导致更好的治疗方法。

在评论中,迷宫和他的同事们的迷宫和同事,来自巴黎的伊索斯·斯托纳大学的Jean-Antoine Girault提供了最后一个观察的兴趣......事实上,我们知道沿着脉冲电气传播神经元通过导致神经元内钙浓度的显着变化来传递信息功能,这些变化最终到达核心和DNA。金吉拉特发现酶催化在H3组蛋白上的多巴胺固定也是通过细胞内钙速率调节。因此,神经元的电气聊天将转发到核心。这表明由行为引起的神经元活动 - 将促进表观遗传标志物的联络,这些标志物是负责药物研究行为的基因的多巴胺。因此,一个人每天生命的经历将选择读取的基因,而不是...... Lamarck的基因会自豪。

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