Vědci zjistili, že Tob, známý skákací gen, hraje významnou roli při snižování deprese, strachu a úzkosti

14/09/2022 Tomáš Pokorný 4 min read 193 Zobrazení biologie, geny, neurověda, stres, Tob

Spojením neurovědy s molekulární biologií vědci zjistili, že dobře známý gen funguje tak, aby odolal psychickému stresu

Bývalá laboratoř profesora Tadashi Yamamota v Japonsku poprvé charakterizovala gen Tob v roce 1996. Nyní je dobře známý pro roli, kterou hraje při rakovině. Předchozí výzkumy také naznačovaly, že má roli v regulaci buněčného cyklu a imunitní odpovědi těla. V nové multidisciplinární studii, která kombinuje molekulární biologii s neurovědou, vědci z Okinawského institutu vědy a technologie (OIST) zjistili, že tento gen také hraje důležitou roli při snižování deprese, strachu a úzkosti. Jejich práce byla nedávno publikována v časopise Translational Psychiatry, napsal Scitechdaily.

„Tento výzkum je o pochopení odolnosti vůči stresu,“ vysvětlil Dr. Mohieldin Youssef, hlavní autor studie. Je bývalým doktorantem v OIST’s Cell Signal Unit, kterou vede prof. Yamamoto. „Přítomnost genu pomáhá s odolností vůči stresu a pokud je odstraněn, dochází k nárůstu deprese, strachu a úzkosti.“

Vymazání genu Tob vyvolává strach a chování podobné depresi. To lze vysvětlit změněnou funkční konektivitou mezi hipokampem a prefrontálním kortexem. Neurony v hippocampu vykazovaly zvýšenou excitaci a sníženou inhibici. Došlo také k dopadům na další geny a proteiny.

Vědci zjistili, že Tob, známý gen, hraje významnou roli při snižování deprese, strachu a úzkosti.
Tohoto závěru bylo dosaženo po několika různých experimentech zahrnujících myši jak v buněčné biologii, tak v neurovědách.
Zjistili také, že gen Tob v hippocampu byl důležitý pro snížení strachu a deprese, ale ne úzkosti. Zdálo se, že to řídí jiná část mozku.
Kromě toho se zdálo, že experimentální myši bez genu Tob se nenaučily, že místo není tak špatné – i po několika dnech nadále vykazovaly zvýšenou úroveň strachu pozorovanou jako mrazení.
Odhalení této role genu Tob v depresi, strachu a úzkosti by podle vědců mohlo mít obrovské důsledky pro vývoj léků na psychiatrický stres.

Tob je pojmenován podle japonského slovesa „tobu“, což znamená létat nebo skákat. Je to proto, že když je buňka vystavena stimulu, hladina jejích proteinů vyskočí v aktivitě. Protože má tak rychlou odezvu, Dr. Youssef řekl, že to vedlo k tomu, že gen byl klasifikován jako gen bezprostředně časný.

„Gen Tob souvisí s mnoha různými jevy, ale práce na mozkovém systému je obzvláště náročná,“ řekl profesor Yamamoto. „Ačkoli to bylo dříve podezření, tento výzkum je první prací, která objasňuje, že Tob má funkci v mozku proti stresu.“

Výsledky několika různých experimentů vedly k jejich závěru, že tento gen je spojen s úzkostí, strachem a depresí. Nejprve vyšetřovatelé vystavili myši stresu a podle očekávání zaznamenali zvýšení hladiny proteinu Tob. Dále použili myši, které se narodily bez genu Tob, a pozorovali nárůst deprese, strachu a úzkosti. Například, když byla myš s genem Tob umístěna do kbelíku s vodou, plavala a snažila se uniknout. Myš bez genu Tob se však jednoduše vznášela. Tento nedostatek vůle bojovat s obtížnou situací je jedním ze způsobů, jak vědci určují, že zvíře je v depresi.

MRI hipokampu a prefrontálního kortexu, když byl odstraněn gen Tob. Tato MRI umožnila vědcům určit, že konektivita mezi hippocampusem a prefrontálním kortexem byla změněna. Obrázek pochází z tiskové zprávy „Zjistilo se, že gen skákání je silně spojen s depresí, strachem a úzkostí. Kredit: OIST

Vědci se poté spojili s bývalým doktorandem OIST Dr. Hiroaki Hamadou z Neural Computational Unit. Prostřednictvím magnetické rezonance zjistili, že konektivita mezi dvěma klíčovými místy regulujícími stresovou odolnost mozku byla změněna, když byl odstraněn gen Tob – hippocampus a prefrontální kortex.

Na základě tohoto odhalení se vědci rozhodli podívat se na specifickou roli, kterou gen hraje v hipokampu. Vzali myši bez genu Tob a vstříkli tento gen přímo do hipokampu, zatímco v jiných částech těla ho nedoplňovali. Úroveň strachu a deprese se vrátila k normálu, ale u myší byla stále zvýšená úzkost. Vědci poté prozkoumali opačnou situaci – vytvořili myš, která neměla gen Tob v buňkách v hipokampu, ale měla ho v buňkách ve zbytku těla. V tomto případě zjistili, že myši měly normální úroveň úzkosti, ale zvýšený strach a deprese.

„Došli jsme k závěru, že gen Tob v hippocampu potlačuje strach a depresi,“ vysvětlil Dr. Youssef. „Ale potlačení úzkosti musí být regulováno jinou částí mozku.“

Dále vědci z bývalé jednotky Brain Mechanisms for Behavior Unit společnosti OIST měřili funkci neuronů v hipokampu myší bez genu Tob. Zjistili, že excitace byla zvýšena, zatímco inhibice byla snížena, což naznačuje, že byla ovlivněna celková rovnováha, což by ovlivnilo chování myší.

Nakonec vědci provedli molekulární analýzy poté, co byly myši vystaveny stresu. Je zajímavé, že zjistili, že výraz se se stresem okamžitě nezměnil. Po 15 minutách od vystavení myší stresu však došlo ke změnám. Pokud byl gen Tob odstraněn, byly ovlivněny další geny a proteiny. To naznačuje, že gen Tob má pravděpodobně více přímých a nepřímých dopadů.

„Odhalení této role genu Tob ve strachu, depresi a úzkosti by mohlo mít obrovské důsledky pro vývoj léků na psychiatrický stres,“ řekl Dr. Youssef.

Zdroj: Scitech Daily