في أحدث دراساتها، استخدم باحثون من قسم ناش لعلم الأعصاب ومعهد فريدمان للدماغ في ماونت سيناي ومركز ميموريال سلون كيتيرينغ للسرطان نهجًا متعدد التخصصات للغاية لفك شفرة الآلية الكيميائية الحيوية لـ TG2. اكتشفت الفرق أن TG2 يعمل كمنظم للناقلات العصبية أحادية الأمين داخل الخلايا، وليس فقط يمكنه ربط أحاديات الأمين بالهستونات H3، ولكنه يمكنه أيضًا إزالة ناقل عصبي أحادي الأمين من H3 واستبداله بآخر، حيث تتحكم أحاديات الأمين المختلفة في أنماط التعبير الجيني من خلال آليات مستقلة.
"نشأت الفكرة من ملاحظة بسيطة للمركبات الوسيطة الكيميائية التي شكلها TG2 مع عامله المساعد، والتي كشفت عن ديناميكية جديدة"، كما يقول المؤلف الأول للدراسة، الدكتور تشينغ فيي تشنغ، الذي كان سابقًا باحثًا ما بعد الدكتوراه في مختبر يائيل ديفيد ويعمل الآن كعضو هيئة تدريس في جامعة بوردو.
"هذه النتائج هي من بين الأولى من نوعها وتشير إلى أن مناطق الدماغ المتعددة التي قد تستضيف مجموعات غير متجانسة من أحاديات الأمين يمكنها تبديل أحاديات الأمين على الهستونات بسرعة استجابةً للمحفزات الخارجية لتنظيم برامج التعبير الجيني مباشرة"، كما يوضح الدكتور ماز.
"تشير هذه الآلية الفريدة إلى أنه يمكن تنظيم تعديلات أحاديات الأمين الهستونية الإضافية ديناميكيًا وربما تلعب دورًا في التحكم في الأحداث المعقدة في الدماغ"، كما يضيف الدكتور ديفيد.
بناءً على آلية العمل الجديدة هذه، افترض الفريق أن التقلبات داخل الخلايا في تركيزات أحاديات الأمين يمكن أن تؤدي إلى استخدامها الانتقائي بواسطة TG2، مما قد يؤدي بعد ذلك إلى تعديلات هستونية جديدة. في الواقع، حدد الباحثون الهستامينيل (تفاعل TG2 مع المانح الأيضي الهيستامين) كتعديل جديد للهستونات، وأظهروا أنه جنبًا إلى جنب مع العملية ذات الصلة المعروفة باسم السيروتونينيل H3، يلعب دورًا حاسمًا في تنظيم الإيقاعات اليومية في دماغ الفئران والسلوك اليومي.
"يشير الهستامينيل أيضًا إلى آلية جديدة مستقلة عن نقل الإشارات العصبية تستكشف كيف يتحكم دماغنا في دورات النوم والاستيقاظ، والتي تتعطل في العديد من الاضطرابات"، كما يقول الدكتور ماز.
نظرًا للدور المركزي الذي يلعبه الهيستامين في العمليات البيولوجية الأخرى والحالات المرضية، بما في ذلك تنظيم الجهاز المناعي والسرطان، يهتم الباحثون الآن باستكشاف كيفية التحكم في الهستامينيل أحادي الأمين المعتمد على TG2 بشكل أكبر.
"من خلال توضيح آليات تنظيم TG2، قد نكتسب رؤى قيمة حول الاضطرابات التي تعاني من خلل في تنظيم أحاديات الأمين، بما في ذلك الاكتئاب والفصام ومرض باركنسون. تمثل أبحاثنا دراسة أساسية حقًا، والتي نأمل أن تؤدي إلى مزيد من الأبحاث على البشر مع آثار علاجية مهمة"، يختتم الدكتور ماز.
الاعتمادات
بنجامين ويكلي دكتوراه كلية آيكان للطب في ماونت سيناي
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08371-3
