불안의 진화를 뒷받침하는 뇌 메커니즘
날짜:
2022년 8월 5일
원천:
도호쿠 대학
요약:
게놈 편집 기술을 사용한 새로운 연구를 통해 과학자들은 모델을 만들고 인간의 신경 정신 질환과 관련된 유전자 돌연변이를 평가할 수 있었습니다. 이 연구는 돌연변이가 뇌에서 어떻게 기능하고 불안과 사회성에 영향을 미치는지 밝혀냈습니다.
게놈 편집 기술을 사용한 새로운 연구를 통해 과학자들은 모델을 만들고 인간의 신경 정신 질환과 관련된 유전자 돌연변이를 평가할 수 있었습니다. 이 연구는 돌연변이가 뇌에서 어떻게 기능하고 불안과 사회성에 영향을 미치는지 밝혀냈습니다.
세로토닌과 도파민과 같은 모노아민 신경전달물질은 우리의 인지 및 감정 기능에 중요한 역할을 합니다. 그들의 진화적 기원은 후생 동물로 거슬러 올라가며 관련 유전자의 기능은 진화적으로 강력하게 보존되어 있지만 종 내 및 종 간의 유전적 변이는 사회성, 공격성, 불안 및 우울증과 같은 동물의 정신적 특성에 상당한 영향을 미치는 것으로 보고되었습니다.
사토 다이키(Daiki Sato) 박사와 가와타 마사카도(Masakado Kawata) 교수가 이끄는 연구 그룹은 이전에 신경 전달 물질을 뉴런과 분비 세포의 분비 소포로 수송하는 소포 모노아민 수송체 1(VMAT1) 유전자가 인간 진화 과정에서 자연 선택을 통해 진화했다고 보고한 바 있습니다. 특히 이 유전자의 136번째 아미노산 유전자좌는 인간 계통에서 아스파라긴(Asn)에서 트레오닌(Thr)으로 진화했으며, 더욱이 전 세계적으로 새로운 대립유전자(isoleucine, Ile)가 출현하여 그 빈도가 증가하고 있다. 이전 보고서에 따르면 Ile 유전자형을 가진 사람들은 Thr 유전자형을 가진 사람들보다 우울증과 불안에 덜 취약하지만 이러한 인간 특이적 돌연변이가 뇌에서 어떻게 기능하고 신경정신과적 행동의 변화를 일으키는지는 불분명합니다.
이 연구에서 Sato, Kawata(Tohoku University), Yukiko U. Inoue(National Center of Neurology and Psychiatry) 및 동료들은 Vmat1 을 준비했습니다.게놈 편집 기술을 통해 136번째 아미노산 유전자좌를 인간 유전자형(Thr 또는 Ile)으로 대체한 유전자 편집 마우스를 이용하여 유전자형 간의 유전자 발현, 신경 활성 및 행동을 비교하였다. Ile 형 마우스는 인간 연구와 일치하는 불안 유사 행동 수준이 감소한 것으로 나타났습니다. 또한 유전자형은 감정 조절에 관여하는 뇌 영역인 편도체의 시냅스 후 유전자 발현과 신경 활동에 영향을 미쳤습니다. 중추 신경계에서 VMAT1 유전자의 기능적 역할은 아직 명확하지 않으며 이 연구는 분자 메커니즘을 밝히는 디딤돌이 될 수 있습니다. 또한, 인간 진화 과정에서 자연 선택 하에서 단일 아미노산 치환의 효과가 게놈 편집 기술을 사용하여 검증된 연구는 거의 없습니다.