Prof. Grzegorz Wilczyński: Badania chromatyny mogą wyjaśnić przyczyny depresji

Prof. Grzegorz Wilczyński: Badania chromatyny mogą wyjaśnić przyczyny depresji

Dodano: 
Depresja, zdjęcie ilustracyjne
Depresja, zdjęcie ilustracyjne / Źródło: Unsplash / Asdrubal luna
Niewykluczone, że depresja jest wynikiem nieprawidłowości w budowie chromatyny, czyli kompleksu ciasno upakowanych w jądrze komórkowym nici DNA i białek. Naukowcy z Instytutu Nenckiego PAN opracowali nową metodę trójwymiarowej wizualizacji struktur chromatyny, która ma pomóc w wyjaśnieniu tej zagadki.

Depresja uważana jest dzisiaj za jedno z głównych schorzeń cywilizacyjnych na świecie. Ocenia się, że w ciągu swojego życia zapada na nią jedna trzecia populacji Ziemi. Debata na temat przyczyn depresji trwa od ponad stu lat. Dziś już wiadomo, że w grę wchodzą zarówno czynniki zewnętrzne, np. długotrwały stres czy strach, ale i kwestie osobnicze związane z wrodzonymi predyspozycjami danej osoby. Badania bliźniąt jednojajowych dowodzą, że dziedziczność depresji wynosi 30-37 proc. – w zależności od parametrów branych pod uwagę” – piszą przedstawiciele Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN w przesłanym PAP komunikacie.

Informują, że nowe spojrzenie na podstawy tej choroby mogą przynieść badania zespołu prof. Grzegorza Wilczyńskiego. Badacze z jego zespołu w Pracowni Neuromorfologii Molekularnej i Systemowej IBD PAN zajmują się strukturą chromatyny, czyli kompleksu DNA i białek (głównie histonów), który wypełnia jądro komórkowe.

Całkowita długość nici DNA wynosi u człowieka 2 metry, a jądro komórki ma przecież średnicę zaledwie 10 mikrometrów (tysięcznych części milimetra). To zaś oznacza, że nić DNA musi być tam niezwykle sprawie zwinięta. „Sądzimy, że sposób upakowania chromatyny i jej struktura może wpływać na ekspresję genów, tym samym warunkować działanie komórek, a w rezultacie całego organizmu” – mówi prof. Wilczyński.

Do tej pory naukowcy nie wiedzieli, jak w szczegółach wyglądają poskręcane kłębki chromatyny znajdujące się w jądrze komórkowym. Jednak zastosowanie metody badawczej zwanej hybrydyzacją in situ oraz ultranowoczesnego mikroskopu elektronowego pozwoliło zwizualizować te struktury w formie trójwymiarowej. Wyniki badań zespołu prof. Wilczyńskiego zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie „Nature Communications”.

Dzięki temu potwierdzono wcześniejsze przewidywania co do struktury chromatyny, zaproponowane przez prof. Yijuna Ruana z amerykańskiego instytutu Jackson Laboratory for Genomic Medicine, który bada ją metodami biochemicznymi. Prof. Grzegorz Wilczyński i prof. Yijun Ruan współpracują ze sobą w ramach wspólnego grantu Human Frontier Science Program.

Profesor Wilczyński podkreśla, że wizualizacja trójwymiarowej struktury chromatyny nie byłaby możliwa bez ścisłej współpracy naukowców różnych specjalności, zarówno biologów molekularnych i morfologów (dr Paweł Trzaskoma) oraz informatyków i fizyków (dr Błażej Ruszczycki, dr Byoungkoo Lee).

Obecnie inż. Katarzyna Pels (z zespołu prof. Wilczyńskiego), która jest również współautorem wspomnianej pracy, realizuje projekt poświęcony analizie struktury chromatyny u chorych na depresję. „Chcemy zbadać, na ile neurony i astrocyty (komórki glejowe) chorych różnią się pod względem struktury chromatyny od zdrowych komórek” – mówi prof. Wilczyński.

Projekt dotyczący depresji realizowany jest we współpracy ze światowej klasy naukowcami: prof. Yijunem Ruanem (Jackson Laboratory for Genomic Medicine, Farmington, USA), dr. Wernerem Zuschratterem (Leibniz-Institut fȕr Neurobiologie, Magdeburg, Niemcy) oraz prof. Ryszardem Przewłockim (Instytut Farmakologii, PAN, Kraków), który dostarczył inspiracji do badań struktury chromatyny w chorobach psychicznych.

„W innych chorobach, np. w autyzmie wiadomo, że są defekty genetyczne, które wpływają na strukturę chromatyny i na zachowanie ludzi. Są to m.in. tak zwane kohezynopatie” – mówi prof. Wilczyński.

Naukowiec liczy na to, że badania jego zespołu przyczynią się do poznania przyczyn depresji, a w przyszłości być może do opracowania substancji, która poprzez oddziaływanie na strukturę chromatyny, pomoże pacjentom cierpiącym na zaburzenia depresyjne.

„Prof. Yijun Ruan wykazał, że są takie pętle chromatyny, które np. predysponują ludzi do astmy. Przez analogię być może istnieją inne pętle predysponujące do depresji. Tworzone są już specyficzne enzymy, które przecinają pętle splątanej chromatyny. Gdybyśmy taką substancję podali człowiekowi, mogłaby ona przeciąć tę interakcję chromatyny, która wywołuje zaburzenia psychiczne” – mówi prof. Wilczyński.

Czytaj także:
Ciągłe śledzenie reakcji na strach może poprawić leczenie zdrowia psychicznego

Czytaj także

 0