Ученые из Италии и России разработали модель для изучения редкого, но тяжелого заболевания нервной системы — синдрома дефицита дофаминового транспортера (СДДТ, Dopamine Transporter Deficiency Syndrome, DTDS).
Дофамин — это нейромедиатор, часть «системы вознаграждения» в мозге. Когда он выделяется дофаминовыми нейронами, мы чувствуем удовольствие, которое должно мотивировать нас на необходимые действия, например на обучение. В регуляции количества дофамина принимает участие дофаминовый транспортер — белок, который захватывает и возвращает часть дофамина после того, как нервные клетки его выделят. Через дофаминовый транспортер работают различные психостимуляторы, такие как кокаин, — они препятствуют обратному захвату дофамина, и это приводит к перевозбуждению нейронов. СДДТ — новое генетическое заболевание, впервые описанное в 2011 году, при котором мутации в гене дофаминового транспортера приводят к тому, что фермент не работает. Дети с этим синдромом проявляют выраженные неврологические расстройства, не могут научиться ни ходить, ни разговаривать.
Искать и изучать мутации в гене транспортера дофамина ученые решили в нематоде Caenorhabditis elegans — обычном для биологических исследований, наряду с мушкой-дрозофилой и мышами, модельном животном, чей геном и коннектом (совокупность всех связей в нервной системе) полностью расшифрованы.
Исследователи заменили ген собственного дофаминового транспортера червей мутированным человеческим и стали изучать влияние разных мутаций на активность фермента. Для исследований ученые использовали токсин, который убивает только дофаминовые нейроны, попадая в клетку через дофаминовый транспортер. С помощью него ученые оценили, как меняется активность дофаминового транспортера из-за мутаций: если он был выведен из строя, токсин в клетку не попадал и клетка не погибала.
Оказалось, С. Elegans — очень удачная модель для изучения мутаций, приводящих к СДДТ. На настоящий момент обнаружено 13 мутаций и наверняка найдутся новые, приводящие к нарушению функции дофаминового транспортера и вызывающие СДДТ. На нематодах сравнивать эти мутации и смотреть на их последствия можно очень быстро, всего за несколько недель.
Результаты исследования опубликованы в журнале European Journal of Neuroscience.
Нематоды C. elegans, на которых провели исследование ученые из Италии и России, часто помогают в исследованиях мозга. Так, например, на них ученые научились управлять отдельными нейронами и нашли гены, связанные с депрессией и старением.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение