دوپامین ژنها را بازنویسی میکند
بازگشت به مقالات۱۴۰۵/۲/۱
دوپامین ژنها را بازنویسی میکند
برای دههها، دوپامین صرفاً بهعنوان یک انتقالدهنده عصبی شناخته میشد؛ مولکولی که در سیناپسها پیام پاداش، انگیزش و لذت را منتقل میکند. اما پژوهشی پیشگامانه منتشرشده در مجله معتبر Science نشان میدهد که این تصویر کلاسیک بهشدت ناقص است.
در این مطالعه، تیم پژوهشی به سرپرستی Ian Maze نشان میدهد که دوپامین میتواند از نقش نوروشیمیایی خود فراتر رفته و مستقیماً وارد هسته نورون شود؛ جایی که نه پیام عصبی، بلکه بیان ژنها را هدف میگیرد. دوپامین با اتصال به هیستون، H3 پروتئینی که DNA به دور آن پیچیده شده، بهعنوان یک «نشانگر اپیژنتیکی» عمل میکند. این فرایند که dopaminylation نام گرفته، بدون تغییر توالی DNA، دسترسی ژنها را تنظیم کرده و تعیین میکند کدام ژنها فعال و کدام خاموش بمانند.
اهمیت این کشف زمانی آشکار میشود که پای اعتیاد و افسردگی به میان میآید. پژوهشگران با بررسی مغز افراد وابسته به کوکائین و همچنین مدلهای حیوانی، نشان دادند که میزان دوپامیندار شدن هیستونها در نورونهای دوپامینرژیک ناحیه Ventral tegmental area ، یکی از هستههای اصلی مدار پاداش، بهطور معناداری کاهش مییابد. جالبتر آنکه پس از دوره ترک، یک «اثر بازگشتی» رخ میدهد: افزایش بیشازحد dopaminylation که با میل شدید به مصرف مجدد ماده همراه است.
این یافتهها نشان میدهد اعتیاد صرفاً نتیجه اختلال در انتقال سیناپسی نیست، بلکه حاصل بازبرنامهریزی اپیژنتیکی مدارهای مغزی است؛ فرایندی که از طریق آن، تجربه مصرف مواد، الگوی بیان ژنها را تغییر داده و مغز را بهسمت وابستگی پایدار سوق میدهد. زمانی که پژوهشگران بهطور ژنتیکی مانع اتصال دوپامین به هیستونها شدند، نهتنها این تغییرات ژنی رخ نداد، بلکه رفتار جستوجوی ماده در دوران ترک نیز بهشدت کاهش یافت.
پیامدهای این کشف به اعتیاد محدود نمیشود. دادههای اولیه نشان میدهد سازوکارهای مشابه اپیژنتیکی در افسردگی نیز فعالاند؛ موضوعی که میتواند توضیح دهد چرا داروهای ضدافسردگی، مانند مهارکنندههای بازجذب سروتونین، به هفتهها زمان نیاز دارند تا اثر بالینی نشان دهند. اگر این داروها از مسیر تغییر تدریجی بیان ژنها عمل کنند، تأخیر در پاسخ درمانی نه یک نقص، بلکه پیامد طبیعی زیستشناسی مغز خواهد بود.
این پژوهش، مرز میان نوروساینس، ژنتیک و تجربه زیسته را بازتعریف میکند و نشان میدهد که فعالیت عصبی، رفتار و حتی خاطرات، میتوانند از طریق اپیژنتیک به ژنها «دستور» بدهند. شاید امروز، با زبان مولکولی، دوباره به این ایده نزدیک شدهایم که تجربه میتواند زیستشناسی را شکل دهد؛ ایدهای که قرنها پیش، Jean-Baptiste de Lamarck به شکلی خام اما جسورانه مطرح کرده بود.
پژوهش حاضر فقط یک کشف آزمایشگاهی نیست؛ پنجرهای است به درک جدیدی از مغز، بیماریهای روانپزشکی و درمانهای آینده.
منبع :
A.E. Lepack et al., Dopaminylation of histone H3 in ventral tegmental area regulates cocaine seeking, Science, vol. 368, pp. 197-201, 2020.
J.-A. Girault, Epigenetic tinkering with neurotransmitters, Science, vol. 368, pp. 134-135, 2020.
L. A. Farrelly et al., Histone serotonylation is a permissive modification that enhances TFIID binding to H3K4me3, Nature, vol. 567, pp. 535-539, 2019.