Un meccanismo cerebrale alla base dell’evoluzione dell’ansia

Una nuova ricerca che utilizza la tecnologia di editing del genoma ha consentito agli scienziati di creare un modello e valutare una mutazione genetica associata a disturbi neuropsichiatrici negli esseri umani. Lo studio ha rivelato come la mutazione funzioni nel cervello e influenzi l’ansia e la socialità.

I neurotrasmettitori delle monoamine come la serotonina e la dopamina svolgono ruoli importanti nelle nostre funzioni cognitive ed emotive. Le loro origini evolutive risalgono ai metazoi e, sebbene la funzione dei geni correlati sia fortemente conservata dal punto di vista evolutivo, è stato segnalato che la variazione genetica all’interno e tra le specie ha un impatto significativo sulle caratteristiche mentali degli animali come socialità, aggressività, ansia e depressione.

Un gruppo di ricerca guidato dal dottor Daiki Sato e dal professor Masakado Kawata ha precedentemente riportato che il gene del trasportatore vescicolare delle monoamine 1 (VMAT1), che trasporta i neurotrasmettitori alle vescicole secretorie nei neuroni e nelle cellule secretorie, si è evoluto attraverso la selezione naturale durante l’evoluzione umana. In particolare, il 136° locus amminoacidico di questo gene si è evoluto nel lignaggio umano dall’asparagina (Asn) alla treonina (Thr) e inoltre è emerso un nuovo allele (isoleucina, Ile) che ha aumentato le sue frequenze in tutto il mondo. Rapporti precedenti suggerivano che le persone con il genotipo Ile sono meno inclini alla depressione e all’ansia rispetto a quelle con il genotipo Thr, ma non era chiaro come queste mutazioni umane specifiche funzionino nel cervello e portino a cambiamenti nel comportamento neuropsichiatrico.

In questo studio, Sato, Kawata (Tohoku University), Yukiko U. Inoue (National Center of Neurology and Psychiatry) e i loro colleghi hanno preparato Vmat1 topi geneticamente modificati in cui il 136° locus dell’amminoacido è stato sostituito con il genotipo umano (Thr o Ile) tramite la tecnologia di modifica del genoma e hanno confrontato l’espressione genica, l’attività neurale e il comportamento tra i genotipi. I topi di tipo Ile hanno mostrato livelli ridotti di comportamenti ansiosi, coerenti con gli studi sull’uomo. Inoltre, il genotipo ha influenzato l’espressione genica post-sinaptica e l’attività neurale nell’amigdala, una regione del cervello coinvolta nella regolazione emotiva. Il ruolo funzionale del gene VMAT1 nel sistema nervoso centrale rimane poco chiaro e questo studio potrebbe fornire un trampolino di lancio per chiarirne i meccanismi molecolari. Inoltre, ci sono pochi studi in cui gli effetti delle sostituzioni di singoli amminoacidi durante la selezione naturale durante l’evoluzione umana sono stati verificati utilizzando la tecnologia di editing del genoma.

Fonte: Materiali forniti dall’Università di Tohoku . Riferimento del giornale : Daiki X. Sato, Yukiko U. Inoue, Nahoko Kuga, Satoko Hattori, Kensaku Nomoto, Yuki Morimoto, Giovanni Sala, Hideo Hagihara, Takefumi Kikusui, Takuya Sasaki, Yuji Ikegaya, Tsuyoshi Miyakawa, Takayoshi Inoue, Masakado Kawata. Le sostituzioni umanizzate di Vmat1 nei topi alterano i comportamenti dipendenti dall’amigdala associati all’evoluzione dell’ansia . iScienza , 2022; 104800 DOI: 10.1016/j.isci.2022.104800

_________________________