Δημοφιλείς Αναρτήσεις

Επιλογή Συντάκτη - 2019

Μικρές αλλαγές στο DNA μπορεί να επηρεάσουν την κατανάλωση νικοτίνης

Anonim

Η νικοτίνη είναι μια εθιστική ουσία και οι γενετικοί παράγοντες είναι γνωστό ότι παίζουν ρόλο στη συμπεριφορά του καπνίσματος. Πρόσφατα, μια ομάδα ερευνητών στο Penn State και στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο καθορίζει πόσο μικρές διαφορές σε μια συγκεκριμένη περιοχή του γονιδιώματος ποντικού μπορούν να μεταβάλουν την κατανάλωση νικοτίνης.

διαφήμιση


Η νικοτίνη δεσμεύεται και ενεργοποιεί συγκεκριμένους υποδοχείς σε νευρικά κύτταρα στον εγκέφαλο που μπορούν επίσης να δεσμεύσουν τον νευροδιαβιβαστή ακετυλοχολίνη. Αυτοί οι υποδοχείς αποτελούνται από πέντε υπομονάδες και ανθρώπινες γενετικές μελέτες δείχνουν ότι οι αλλαγές σε μία υπομονάδα μπορούν να μεταβάλουν τη συμπεριφορά νικοτίνης. Σε ένα πρόσφατο τεύχος της Neuropharmacology, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στο γονίδιο που κωδικοποιεί την υπομονάδα βήτα-3, η οποία βρίσκεται σε περιοχές του εγκεφάλου σημαντικές στη συμπεριφορά των ναρκωτικών.

"Γνωρίζουμε ότι τα γονίδια επηρεάζουν τις συμπεριφορές νικοτίνης, αλλά προσπαθούν να καταλάβουν ποιες συγκεκριμένες γενετικές παραλλαγές απαιτούν διαφορετικά είδη εργαλείων", δήλωσε η Helen Kamens, επίκουρος καθηγητής βιοϊατρικής συμπεριφοράς, Penn State. "Αυτό το έργο βασίστηκε σε συσχετίσεις που βρέθηκαν στις γενετικές μελέτες του ανθρώπου.Οι γενετικές παραλλαγές αποδείχτηκαν ότι επηρεάζουν ορισμένες συμπεριφορές νικοτίνης, αλλά το ερώτημα ήταν γιατί εδώ εστιάζαμε στην προσπάθεια να καταλάβουμε τι πραγματικά κάνουν αυτές οι γενετικές παραλλαγές.

Σύμφωνα με τον Kamens, στον άνθρωπο έχουν εντοπιστεί δύο φυσικά απαντώμενες παραλλαγές στην περιοχή του γονιδιώματος που προκαλούν την έκφραση γονιδίων που συνδέονται με τη χρήση νικοτίνης. Οι άνθρωποι που φέρουν την πιο κοινή έκδοση της βήτα-3 υπομονάδας των υποδοχέων νικοτινικής ακετυλοχολίνης - το κύριο αλλήλιο - είναι πιο πιθανό να έχουν προβλήματα με τη χρήση νικοτίνης. Τα άτομα με τη λιγότερο κοινή μορφή - το δευτερεύον αλλήλιο - προστατεύονται από την εξάρτηση από τη νικοτίνη. Το δευτερεύον αλληλόμορφο διαφέρει από το κύριο αλληλόμορφο στην ύπαρξη τριών διαφορών στην αλληλουχία DNA στην περιοχή που εμπλέκεται στην ενεργοποίηση των σχετιζόμενων με νικοτίνη γονιδίων. Η προηγούμενη εργασία δείχνει επίσης ότι η έκφραση του δευτερεύοντος αλληλόμορφου έχει σαν αποτέλεσμα λιγότερη παραγωγή της πρωτεΐνης βήτα-3.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα μοντέλο ποντικού για να μελετήσουν τον τρόπο με τον οποίο μειώνονταν το μέγεθος της υπομονάδας βήτα-3 ή παρεμπόδιζαν την παραγωγή της εντελώς, επηρέασαν την κατανάλωση νικοτίνης. Χρησιμοποίησαν τεχνικές γενετικής μηχανικής για να αφαιρέσουν ένα ή και τα δύο αντίγραφα του γονιδίου βήτα-3. Στη συνέχεια, για να μετρηθεί πόσο τα ποντίκια ήθελαν το φάρμακο, οι ερευνητές παρείχαν σε κάθε ποντίκι δύο μπουκάλια νερού, το ένα με νικοτίνη και το ένα χωρίς νικοτίνη, και κατέγραψαν πόση ποσότητα πίνουν τα ποντίκια από κάθε μπουκάλι. Τα ποντίκια που δεν έφεραν ένα ή και τα δύο αντίγραφα του γονιδίου που κωδικοποιεί την υπομονάδα βήτα-3 κατανάλωναν λιγότερη νικοτίνη από τα κανονικά ποντίκια. Οι ερευνητές πραγματοποίησαν αυτές τις δοκιμές χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικά στελέχη ποντικών, αλλά η χαμηλότερη κατανάλωση νικοτίνης παρατηρήθηκε μόνο σε ένα από τα στελέχη, υποδεικνύοντας ότι και άλλοι γενετικοί παράγοντες παίζουν ρόλο και στον πόθο νικοτίνης.

Τέλος, με την ατομική αναστροφή κάθε μιας από τις τρεις γενετικές διαφορές στο δευτερεύον αλλήλιο σε κύτταρα ποντικού σε καλλιέργεια, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι μόνο μία από τις τρεις διαφορές μείωσε την ποσότητα πρωτεΐνης βήτα-3 που παρήγαγαν τα κύτταρα.

"Και οι τρεις αυτές απλές νουκλεοτιδικές αλλαγές κληρονομούνται μαζί, έτσι σε έναν ανθρώπινο πληθυσμό, παίρνετε μια ακολουθία όπου και τα τρία νουκλεοτίδια είναι είτε σημαντικά είτε μικρά", δήλωσε ο Kamens. «Χρησιμοποιώντας ένα σύστημα κυτταροκαλλιέργειας, καταφέραμε να αποκαλύψουμε ποιες από τις αλλαγές των νουκλεοτιδίων έχουν στην πραγματικότητα μια επίδραση στις πρωτεϊνικές ποσότητες, κάτι που δεν θα μπορούσαμε ποτέ να δούμε σε έναν ανθρώπινο πληθυσμό».

Η μελλοντική δουλειά των ερευνητών θα επικεντρωθεί στη μέτρηση άλλων συμπεριφορών που αντανακλούν καλύτερα τις διαφορές στον εθισμό στη νικοτίνη για να αποδείξουν περαιτέρω τη σημασία της βήτα-3 υπομονάδας των υποδοχέων νικοτινικής ακετυλοχολίνης καθώς και πως η αλλαγή του DNA σε μία θέση μειώνει πραγματικά την έκφραση της βήτα -3 γονίδιο.

Επίσης, εργάστηκαν στο έργο αυτό η Marissa A. Ehringer, αναπληρωτής καθηγητής ενσωματωτικής φυσιολογίας. Jill Miyamoto, βοηθός επαγγελματικής έρευνας. Matthew S. Powers, μεταδιδακτορικός συνεργάτης. Kasey Ro, Marissa Soto και Ryan Cox, προπτυχιακοί ερευνητές. και ο Jerry Stitzel, αναπληρωτής καθηγητής ενσωματωτικής φυσιολογίας, όλοι στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο.

Τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας υποστήριξαν αυτό το έργο.

διαφήμιση



Ιστορία Πηγή:

Υλικά που παρέχονται από την Penn State . Πρωτότυπο γραμμένο από τον Carrie Lewis. Σημείωση: Το περιεχόμενο μπορεί να επεξεργαστεί για στυλ και μήκος.


Βιβλιογραφία :

  1. Η Ελένη Μ. Κάμενς, Τζιλ Μιγιαμότο, Μάθιου Σ. Πάουερς, Καζέ Ρο, Μάρις Σότο, Ράιαν Κόξ, Τζέρι Α. Στίτσελ, Μάρις Α. Εχρίνγκερ. Η β3 υπομονάδα του νικοτινικού υποδοχέα ακετυλοχολίνης: Διαμόρφωση έκφρασης γονιδίου και κατανάλωση νικοτίνης . Neuropharmacology, 2015; 99: 639 DOI: 10.1016 / j.neuropharm.2015.08.035