Anksiyete Evriminin Altında Yatan Bir Beyin Mekanizması

VMAT1 geni, insan evriminde doğal seçilim yoluyla evrimleşmiştir. VMAT1 geninin İzolösin tipi varyantına sahip olanlar, anksiyete ve depresyona daha az eğilimlidir.

Serotonin ve dopamin gibi monoamin nörotransmiterleri, bilişsel ve duygusal işlevlerimizde önemli roller oynar. Evrimsel kökenleri metazoanlara kadar uzanır ve ilgili genlerin işlevi güçlü bir şekilde evrimsel olarak korunurken, türler içindeki ve türler arasındaki genetik varyasyonun, sosyallik, saldırganlık, kaygı ve depresyon gibi hayvan zihinsel özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu bildirilmiştir.

Dr. Daiki Sato ve Profesör Masakado Kawata liderliğindeki bir araştırma grubu, daha önce nörotransmitterleri nöronlardaki ve salgı hücrelerindeki salgı keseciklerine taşıyan veziküler monoamin taşıyıcı 1 (VMAT1) geninin, insan evrimi sırasında doğal seçilim yoluyla evrimleştiğini bildirmişti.

Özellikle bu genin 136. amino asit lokusu insan soyunda asparaginden (Asn) treonin’e (Thr) evrimleşmiş ve ayrıca yeni bir alel (izolösin, Ile) ortaya çıkmış ve dünya genelinde sıklığı artmıştır.

Önceki raporlar, Ile genotipine sahip kişilerin Thr genotipine sahip olanlara göre depresyon ve anksiyeteye daha az eğilimli olduğunu öne sürmüştü, ancak insana özgü bu mutasyonların beyinde nasıl işlev gördüğü ve nöropsikiyatrik davranışta değişikliklere yol açtığı belirsizdi.

Bu çalışmada Sato, Kawata (Tohoku Üniversitesi), Yukiko U. Inoue (Ulusal Nöroloji ve Psikiyatri Merkezi) ve meslektaşları, 136. amino asit lokusunun insan genotipi (Thr veya Ile) genom düzenleme teknolojisi aracılığıyla ve genotipler arasındaki gen ekspresyonu, nöral aktivite ve davranışları karşılaştırdı.

Ile tipi fareler, insan çalışmaları ile tutarlı olarak, kaygı benzeri davranışların seviyelerinin azaldığını gösterdi. Ek olarak, genotip, duygusal düzenlemede yer alan bir beyin bölgesi olan amigdaladaki sinaptik sonrası gen ekspresyonunu ve nöral aktiviteyi etkiledi.

Veziküler monoamin taşıyıcı 1’de (VMAT1) insan tipi mutasyonlara sahip fare modelleri oluşturmak, genetik, nöronal ve davranışsal mekanizmalardaki rollerinin değerlendirilmesini sağlar. Kredi: Tohoku Üniversitesi

VMAT1 geninin merkezi sinir sistemindeki fonksiyonel rolü belirsizliğini koruyor ve bu çalışma, moleküler mekanizmalarını aydınlatmaya yönelik bir adım olabilir. Ayrıca, insan evrimi sırasında doğal seleksiyon altında tek amino asit ikamelerinin etkilerinin genom düzenleme teknolojisi kullanılarak doğrulandığı az sayıda çalışma vardır.

Bu çalışma, bilişsel ve duygusal işlevlerde yer alan nörotransmitterlerin düzenleyici devrelerinde insana özgü varyantların işlevsel önemini göstermektedir ve anksiyete ve depresyon gibi nöropsikiyatrik bozuklukların patojenik mekanizmalarına ışık tutması beklenmektedir.

 VMAT1 işlevi

Sıçan feokromositomalarında keşfedilen VMAT1, sitoplazmik monoaminin salgı granüllerine depolanmasından sorumlu olan VMAT2‘yi de içeren VMAT ailesinin ilk üyesidir. VMAT ailesi, her iki ucu sitoplazmik tarafta olan 12 transmembran segment taşıyıcısından oluşur, tek bir monoamin (serotonin, epinefrin, norepinefrin, dopamin ve histamin) içselleştirmek için iki protonu ekstrüde ederek protonların ve monoaminlerin elektrojenik bir antiporteri olarak işlev görür.

İzolösin (Ile, I)

Proteinlerin yapısında bulunan, DNA tarafından kodlanan 20 temel aminoasitten biridir. Hemen hemen tüm proteinlerde izolösine rastlamak mümkündür.

İzolösin ve lösin birbirlerinin izomeridirler yani bu iki aminoasit molekülünün içerdikleri atom tipleri ve sayıları aynı olmasına rağmen kimyasal bağların organizasyonu birbirinden farklıdır. Dolayisle, izolösin ve lösinin kimyasal ve fiziksel özellikleri az da olsa farklılık gösterir. İzolösin hidrofobik aminoasitlerden biridir.

Diğer birçok amino asitte olduğu gibi bu amino asitinde hem L- hem de D- isomeri vardır. Aber aktiv olan diğer bir deyişle doğada var olan isomeri L- İzolösin’dir. Bu yazıda ya da bilimsel makalelerde İzolösin L- ya da D- olarak hiçbir ön ek almayarak sadece İzolösin diye bahsedilmişse, burada bahsi geçen L- İzolösin’dir.

Doğada bulunuşu

İzolösin (Ile, I) Beslenme açısından dışarıdan temin edilmesi zorunlu olan besin maddelerinden biridir. Yumurta, et çeşitleri, soya fasulyesi, peynir, süt fındık ve fıstık çeşitleri, tahıllar ve baklagiller birer zengin izolösin kaynağıdır. L-İzolösin tıpkı L-Lösin2 olduğu gibi birçok hayvansal ve bitkisel besinin yapısında bulunmaktadır. Bunların başında inek eti, alabalık ve tavuk eti gelmektedir. Bitkisel olarak da cevizin, bezelyenin yanında buğday ve mısır gibi tahıllarda da bol miktarda izolösine rastlamak mümkündür.

Sonuç

”VMAT1 geninin İzolösin (Ile, I) tipi varyantına sahip olanlar, anksiyete ve depresyona daha az eğilimlidir.” Bulgusundan yola çıkarak yukarıda belirtilen besinleri tüketerek anksiyeteyi azaltma yönüne gidilebilir.

Editör: Astropower – 14.08.2022