Mažų baltymų žymėjimas depresijos šaknims tirti
Mokslininkų teigimu, galimybė, kurios pasiekimas truko beveik dešimtmetį, leidžia tirti serotonino reguliavimą nauju lygiu, o tai yra svarbu dėl serotonino vaidmens reguliuojant nuotaiką, apetitą ir miegą.
Reguliavimo baltymas, kurį mokslininkai sėkmingai žymėjo, yra žinomas kaip serotonino pernešėjas. Jis tęsiasi per membraną, kuri suformuoja išorinį nervo paviršių, ir veikia kaip dulkių siurblys, kuris įsiurbia serotonino molekules į ląstelės kūną ir toliau nuo kitų ląstelių serotonino taikinio receptorių, reguliuodamas serotonino koncentraciją aplink ląstelę esančioje srityje.
Serotonino transporteriai yra svarbus tyrimo objektas, nes jie yra tikslai labiausiai paplitusių vaistų, vartojamų depresijai gydyti, įskaitant „Prozac“, „Paxil“ ir „Lexapro“, pažymi mokslininkai.
"Jei jus domina psichinė sveikata, tada serotonino pernešėjai yra idealus dalykas", - sakė mokslų daktarė Sandra Rosenthal, Jacko ir Pamelos Egano chemijos katedra, vadovavusi tyrimui su daktaru Randy Blakely. Allanas D. Bassas Farmakologijos ir psichiatrijos profesorius.
Tyrėjai pažymėjo, kad serotonino transporterių reguliavimo problemos taip pat yra susijusios su autizmu. Prieš dvejus metus Blakely ir genetikas Jamesas Sutcliffe'as pranešė apie serotonino transporterio baltymo daugybinių pokyčių atradimą, dėl kurio autistas sergančių žmonių transporteris tampa „pernelyg aktyvus“.
Neseniai Blakely ir Jeremy Veenstra-VanderWeele, M. D., pranešė, kad pelėms, išreiškiančioms vieną iš šių gerai veikiančių transporterių, būdingi keli elgesio pokyčiai, panašūs į pokyčius, pastebėtus autizmu sergančių vaikų.
Pasak mokslininkų, bandymus suprasti, kaip veikia šie vežėjai, apribojo jų elgesio sunkumai.
"Anksčiau mes apsiribodavome momentinėmis nuotraukomis, kurios parodo transporterių molekulių vietą tam tikru laiku", - sakė chemijos magistrantas Jerry Changas, sukūręs žymėjimo techniką. "Dabar mes galime realiu laiku stebėti jų judėjimą ląstelių paviršiuje ir pamatyti, kaip jų judesiai yra susiję su serotonino pasisavinimo veikla".
Fluorescuojančios žymos, kurias tyrėjai naudojo, yra nanomasto granulės, vadinamos kvantiniais taškais, pagamintos iš kadmio ir seleno mišinio. Karoliukai yra tik šiek tiek didesni už baltymus, kuriuos jie žymi: Jūs turėtumėte suverti 10 000 kartu, kad apimtų žmogaus plaukų plotį, aiškina mokslininkai.
Kvantiniai taškai apšviečia skleidžia spalvotą šviesą, o dėl nedidelių jų dydžio pokyčių jie šviečia skirtingomis spalvomis. Vienas iš tyrėjų, mokslų daktaras Ianas D. Tomlinsonas sukūrė specialią molekulinę stygą, kuri viename gale pritvirtinama prie kvantinio taško, o kitame gale - prie narkotikų darinio, kuris jungiasi su serotonino transporteriu.
Kai mišinys, kuriame yra šie kvantiniai taškai, inkubuojamas su kultivuotomis nervinėmis ląstelėmis, vaistas prisijungia prie transporterio. Kai baltymas juda aplink, jis traukia už jo kvantinį tašką kaip vaikas, laikantis balioną ant virvelės, paaiškino jis. Apšvietus zoną, kvantiniai taškai mikroskopu pasirodo kaip spalvoti šviesos taškai.
Pradėdami naudoti savo naują procedūrą, mokslininkai ištyrė nervinės ląstelės pratęsimus, kurie dalyvauja išskiriant serotoniną. Remiantis ankstesniais tyrimais, mokslininkai įtarė, kad transporteriai bus sutelkti į pratęsimo dalis, kuriose gausu cholesterolio, vadinamų plaustais, nors skiriamosios gebos lygis taikant standartinius metodus nebuvo pakankamas, kad būtų galima pateikti kokių nors užuominų apie tai, ką jie ten veikia.
Kvantinių taškų tyrimai parodė, kad yra du skirtingi nešikliai: tie, kurie gali laisvai keliauti aplink membraną, ir tie, kurie veikia taip, lyg negalėtų judėti. Jie nustatė, kad nejudantys vežėjai buvo plaustuose.
Kai jie paskatino ląstelę padidinti transporterių aktyvumą, jie nustebo, kas nutiko. "Mes nustatėme, kad plaustuose esantys vežėjai pradėjo judėti daug greičiau, o kitų gyventojų judėjimas visiškai nepasikeitė", - pranešė Rosenthalis.
Kadangi mobilizuoti transporteriai nepalieka plaustų, atrodo, kad jie šnibžda aplink uždarą skyrių, tarsi išlaisvinti iš grandinių, kurios paprastai juos pristabdo. Šie pastebėjimai rodo, kad tikėtina, kad abi populiacijas kontroliuoja skirtingi reguliavimo būdai.
"Dabar, kai galime stebėti, kaip transporteriai iš tikrųjų vyksta, turėtume sugebėti išsiaiškinti tvirtinamųjų baltymų tapatybę ir signalus, kuriuos šie baltymai reaguoja į tai, kad vežėjai galėtų judėti pirmyn ir atgal tarp mažo ir didelio aktyvumo", - sakė Blakely.
"Šiuo metu antidepresantai turi visiškai uždaryti smegenų serotonino pernešėjus, kad gautų klinikinę naudą", - pridūrė jis ir pažymėjo, kad tai gali sukelti daug nemalonių šalutinių poveikių, tokių kaip pykinimas, svorio padidėjimas, seksualinės problemos, nuovargis ir mieguistumas.
"Suprasdami pagrindinius mechanizmus, kurie natūraliai paverčia serotonino transporterių veiklą aukštyn ir žemyn, galbūt galime sukurti vaistus, kurie sukelia švelnesnį šalutinį poveikį ir turi dar didesnį veiksmingumą", - sakė jis. „Mūsų žvilgsniai taip pat sutelkti dėmesį į tai, ko išmokome su įprastais serotonino transporteriais, suprasti hiperaktyvius transporterius, kuriuos radome autizmu sergantiems vaikams.“
Šaltinis: Vanderbilto universitetas
