మౌంట్ సినాయ్ మరియు మెమోరియల్ స్లోన్ కెట్టెరింగ్ క్యాన్సర్ సెంటర్ మధ్య సహకార ప్రయత్నం సెరోటోనిన్, డోపమైన్ మరియు ఇప్పుడు హిస్టామిన్ వంటి మోనోఅమైన్ న్యూరోట్రాన్స్‌మిటర్‌లు ఈ మోనోఅమైన్‌లను హిస్టోన్ ప్రోటీన్‌లకు రసాయన బంధం ద్వారా మెదడు శరీరధర్మం మరియు ప్రవర్తనను నియంత్రించడంలో ఎలా సహాయపడతాయనే దానిపై విలువైన వెలుగునిచ్చింది. మన కణాల ప్రోటీన్లు.
ఈ హిస్టోన్ మార్పులు మెదడును ఎలా ప్రభావితం చేస్తాయో కనుగొనడం ద్వారా, సిర్కాడియన్ జన్యు వ్యక్తీకరణ మరియు ప్రవర్తనా లయలను నియంత్రించడానికి బృందం ఒక నవల యంత్రాంగాన్ని గుర్తించింది. బృందం యొక్క ఫలితాలు ప్రచురించబడ్డాయి ప్రకృతిబుధవారం, జనవరి 8, నిద్రలేమి, డిప్రెషన్, బైపోలార్ డిజార్డర్ మరియు న్యూరోడెజెనరేటివ్ డిసీజ్ వంటి సిర్కాడియన్ రిథమ్ అంతరాయాలతో కూడిన పరిస్థితులకు లక్ష్య చికిత్సల అభివృద్ధికి మార్గనిర్దేశం చేస్తుంది.
“మెదడు యొక్క అంతర్గత గడియారం రసాయన మోనోఅమైన్ న్యూరోట్రాన్స్‌మిటర్‌లచే ప్రభావితం చేయబడిందని మా పరిశోధనలు నొక్కిచెప్పాయి, మోనోఅమైన్‌లు హిస్టోన్‌లను నేరుగా సవరించగలవు, ఇవి మెదడు సర్కాడియన్ జన్యు వ్యక్తీకరణ నమూనాలు, నాడీ ప్లాస్టిసిటీ మరియు నిద్ర లేదా మేల్కొలుపు కార్యకలాపాలను నియంత్రిస్తాయి.” ప్రధాన రచయిత ఇయాన్ మేజ్, PhD, హోవార్డ్ హ్యూస్ మెడికల్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఇన్వెస్టిగేటర్, మౌంట్ సినాయ్‌లోని ఇకాన్ స్కూల్ ఆఫ్ మెడిసిన్‌లో న్యూరోసైన్స్ మరియు ఫార్మకోలాజికల్ సైన్సెస్ ప్రొఫెసర్ మరియు మౌంట్ సినాయ్‌లోని సెంటర్ ఫర్ న్యూరల్ ఎపిజెనోమ్ ఇంజనీరింగ్ డైరెక్టర్.
“మెదడులోని న్యూరోట్రాన్స్మిటర్ సిగ్నలింగ్‌ను (లేదా వైస్ వెర్సా) ప్రేరేపించే సిర్కాడియన్ సంఘటనలు DNA నిర్మాణాన్ని నేరుగా మార్చడం ద్వారా న్యూరాన్‌లపై డైనమిక్ ప్రభావాలను ఎలా చూపగలవని ఈ సంచలనాత్మక యంత్రాంగం మొదటిసారిగా వెల్లడిస్తుంది” అని ప్రముఖ రసాయన జీవశాస్త్రవేత్త యేల్ డేవిడ్, PhD జతచేస్తుంది. మెమోరియల్ స్లోన్ కెట్టెరింగ్ క్యాన్సర్ సెంటర్‌లోని యాయెల్ డేవిడ్ ల్యాబ్ మరియు అధ్యయనం యొక్క సహ-ప్రధాన రచయిత. “మేము ఈ యంత్రాంగాలపై మరింత సమగ్రమైన అవగాహన పొందడానికి కట్టుబడి ఉన్నాము, తద్వారా ఈ పని చివరికి సిర్కాడియన్-సంబంధిత మరియు ఇతర మెదడు రుగ్మతలకు చికిత్స చేయడానికి చికిత్సా వ్యూహాల అభివృద్ధికి దోహదం చేస్తుంది.”
మేజ్ లాబొరేటరీ గత పనిలో సెరోటోనిన్ మరియు డోపమైన్, న్యూరోట్రాన్స్‌మిటర్‌ల పాత్రతో పాటు — నాడీ కణాల మధ్య సంకేతాలను మోసే రసాయన దూతలు, అనేక ముఖ్యమైన శారీరక విధులను నియంత్రిస్తాయి — హిస్టోన్ ప్రోటీన్‌లకు, ప్రత్యేకంగా H3కి కూడా జతచేయగలవని కనుగొన్నారు. ఈ ప్రొటీన్లు మెదడులోని జన్యు వ్యక్తీకరణ కార్యక్రమాలను నేరుగా మాడ్యులేట్ చేస్తాయి, ఇవి సంక్లిష్ట జీవ ప్రక్రియలు మరియు ప్రవర్తనకు (న్యూరో డెవలప్‌మెంట్, డ్రగ్ రిలాప్స్ వల్నరబిలిటీ మరియు స్ట్రెస్ సెన్సిబిలిటీతో సహా) దోహదపడతాయి మరియు కలత చెందినప్పుడు వ్యాధికి దోహదం చేస్తాయి. సెరోటోనిన్ మరియు డోపమైన్‌తో హిస్టోన్‌లను సవరించడానికి బాధ్యత వహించే ఎంజైమ్ ట్రాన్స్‌గ్లుటమినేస్ 2 (TG2) అని ప్రయోగశాల మరింత తెలుసుకుంది.
వారి తాజా అధ్యయనంలో, నాష్ ఫ్యామిలీ డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ న్యూరోసైన్స్ మరియు మౌంట్ సినాయ్ మరియు మెమోరియల్ స్లోన్ కెట్టెరింగ్ క్యాన్సర్ సెంటర్‌లోని ఫ్రైడ్‌మాన్ బ్రెయిన్ ఇన్స్టిట్యూట్ పరిశోధకులు TG2 యొక్క జీవరసాయన యంత్రాంగాన్ని అర్థంచేసుకోవడానికి అత్యంత ఇంటర్ డిసిప్లినరీ విధానాన్ని ఉపయోగించారు. TG2 కణాంతర మోనోఅమైన్ న్యూరోట్రాన్స్‌మిటర్‌ల రెగ్యులేటర్‌గా పనిచేస్తుందని, హిస్టోన్ H3కి మోనోఅమైన్‌లను జోడించడమే కాకుండా, H3లో ఒక మోనోఅమైన్ న్యూరోట్రాన్స్‌మిటర్‌ను చెరిపివేయడం మరియు మార్పిడి చేయడం కూడా చేయగలదని బృందాలు కనుగొన్నాయి, వివిధ మోనోఅమైన్‌లు స్వతంత్ర యంత్రాంగాల ద్వారా జన్యు వ్యక్తీకరణ నమూనాలను నియంత్రిస్తాయి.
“ఈ ఆలోచన TG2 దాని సహ-కారకంతో ఏర్పడిన రసాయన మధ్యవర్తుల యొక్క సాధారణ పరిశీలన నుండి ఉద్భవించింది, ఇది ఒక కొత్త డైనమిక్‌ను వెల్లడిస్తుంది” అని అధ్యయనం మొదటి రచయిత, యేల్ డేవిడ్ ల్యాబ్‌లో మునుపటి పోస్ట్‌డాక్టోరల్ ఫెలో అయిన క్వింగ్‌ఫీ జెంగ్, PhD చెప్పారు. పర్డ్యూ విశ్వవిద్యాలయంలో అధ్యాపక సభ్యుడు.
“ఈ పరిశోధనలు, వాటిలో మొదటి వాటిలో, మోనోఅమైన్‌ల యొక్క భిన్నమైన కొలనులను కలిగి ఉండే బహుళ మెదడు ప్రాంతాలు, జన్యు వ్యక్తీకరణ కార్యక్రమాలను నేరుగా నియంత్రించడానికి బాహ్య ఉద్దీపనలకు ప్రతిస్పందనగా హిస్టోన్‌లపై మోనోఅమైన్‌లను వేగంగా మార్పిడి చేసుకోవచ్చని సూచిస్తున్నాయి” అని డాక్టర్ మేజ్ వివరించారు.
“అదనపు హిస్టోన్ మోనోఅమైన్ సవరణలు డైనమిక్‌గా నియంత్రించబడతాయని, మెదడులోని సంక్లిష్ట సంఘటనలను నియంత్రించడంలో సంభావ్య పాత్రలను పోషిస్తాయని ఈ ప్రత్యేకమైన యంత్రాంగం సూచిస్తుంది” అని డాక్టర్ డేవిడ్ జతచేస్తుంది.
చర్య యొక్క ఈ నవల మెకానిజం ఆధారంగా, మోనోఅమైన్ సాంద్రతలలో కణాంతర హెచ్చుతగ్గులు TG2 ద్వారా వాటి ఎంపిక వినియోగానికి దారితీస్తాయని బృందం ఊహించింది, ఇది కొత్త హిస్టోన్ మార్పులను ప్రేరేపిస్తుంది. నిజానికి, పరిశోధకులు హిస్టమినైలేషన్ (జీవక్రియ దాత హిస్టామిన్‌తో TG2 యొక్క ప్రతిచర్యను సూచిస్తూ) హిస్టోన్‌ల యొక్క కొత్త మార్పుగా గుర్తించారు మరియు ఇది H3 సెరోటోనిలేషన్ అని పిలువబడే అనుబంధ ప్రక్రియతో పాటు మౌస్ మెదడులోని సిర్కాడియన్ రిథమ్‌లను నియంత్రించడంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుందని చూపించారు. సర్కాడియన్ ప్రవర్తనతో పాటు.
“మన మెదడులు నిద్ర/మేల్కొనే చక్రాలను ఎలా నియంత్రిస్తాయి, అనేక రుగ్మతలలో అంతరాయం కలిగించే విధంగా హిస్టామినైలేషన్ ఒక నవల న్యూరోట్రాన్స్మిషన్-ఇండిపెండెంట్ మెకానిజంను కూడా సూచిస్తుంది” అని డాక్టర్ మేజ్ చెప్పారు.
రోగనిరోధక వ్యవస్థ నియంత్రణ మరియు క్యాన్సర్‌తో సహా ఇతర జీవ ప్రక్రియలు మరియు వ్యాధి స్థితులలో హిస్టామిన్ కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది, పరిశోధకులు ఇప్పుడు హిస్టోన్‌ల యొక్క TG2-ఆధారిత మోనోఅమినైలేషన్ ఎలా నియంత్రించబడుతుందో మరింత అన్వేషించడానికి ఆసక్తి చూపుతున్నారు.
“TG2 రెగ్యులేటరీ మెకానిజమ్‌లను విశదీకరించడం ద్వారా, డిప్రెషన్, స్కిజోఫ్రెనియా మరియు పార్కిన్సన్స్ వ్యాధితో సహా మోనోఅమినెర్జిక్ డైస్రెగ్యులేషన్ వ్యాధులపై మేము విలువైన అంతర్దృష్టులను పొందగలుగుతాము. మా పని నిజంగా మానవులలో మరింత అధునాతన పరిశోధనలకు దారితీసే పునాది అధ్యయనాన్ని సూచిస్తుంది. చికిత్సాపరమైన చిక్కులు” అని డాక్టర్ మేజ్ ముగించారు.
మిగిలిన రచయితలు, మౌంట్ సినాయ్‌లోని ఇకాన్ స్కూల్ ఆఫ్ మెడిసిన్‌లో సూచించిన చోట మినహా మిగిలిన వారు: బెంజమిన్ వీక్లీ, PhD; డేవిడ్ విన్సన్, PhD, ర్యాన్ బాస్టిల్, PhD, ఆర్తి రామకృష్ణన్, MS, బయోఇన్ఫర్మేటిక్స్; యాష్లే కన్నింగ్‌హామ్, PhD అభ్యర్థి; సోహిని దత్తా, PhD; జెన్నిఫర్ చాన్, PhD; మిన్ చెన్, PhD; సాషా ఫుల్టన్, PhD అభ్యర్థి; గియుసెప్పినా డి సాల్వో, అసోసియేట్ పరిశోధకుడు; లింగ్చున్ కాంగ్, PhD; లారెన్ డైర్డార్ఫ్, PhD అభ్యర్థి; లి షెన్, PhD; షుయ్ జావో (పీహెచ్‌డీ అభ్యర్థి, సింఘువా విశ్వవిద్యాలయం); రాబర్ట్ థాంప్సన్, PhD (ప్రిన్స్టన్ విశ్వవిద్యాలయం); స్టెఫానీ స్ట్రాన్స్కీ, PhD (ఆల్బర్ట్ ఐన్స్టీన్ కాలేజ్ ఆఫ్ మెడిసిన్); నాన్ జాంగ్, PhD (ఓహియో స్టేట్ యూనివర్శిటీ); జింగ్హువా వు, PhD (పర్డ్యూ యూనివర్సిటీ); హైఫెంగ్ వాంగ్, PhD (సింఘువా విశ్వవిద్యాలయం);, పీహెచ్‌డీ (సింగువా యూనివర్సిటీ); లారెన్ వోస్టల్ (మెమోరియల్ స్లోన్ కెట్టరింగ్ క్యాన్సర్ సెంటర్); అఖిల్ ఉపద్, (మెమోరియల్ స్లోన్ కెట్టరింగ్ క్యాన్సర్ సెంటర్); హెన్రిక్ మోలినా, పీహెచ్‌డీ (ది రాక్‌ఫెల్లర్ యూనివర్సిటీ); సిమోన్ సిడోలి, PhD (ఆల్బర్ట్ ఐన్స్టీన్ కాలేజ్ ఆఫ్ మెడిసిన్); టామ్ ముయిర్, PhD (ప్రిన్స్టన్ విశ్వవిద్యాలయం); హైటావో లిపిహెచ్‌డి (సింగువా విశ్వవిద్యాలయం);
