Цитохромы P450 2f и гены поведенческих черт: ковариации экспрессии в мозге человека и полиморфизм ортологов у домашних коз

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Цитохром Р450 2F1 человека, как и его ортолог 2F3 домашней козы, считают довольно необычным ферментом. Описан единственный тип катализируемых им реакций: превращение скатола, продукта анаэробного обмена триптофана, в легочный токсин. Эндогенные субстраты CYP2F неизвестны, и хотя с открытия фермента прошло больше 30 лет, его биологическая роль остается невыясненной. Мы предположили, что физиологические функции CYP2F могут точечно реализовываться в головном мозге, оставаясь ранее незамеченными вследствие высокой компартментализации органа. Используя открытые данные, мы изучили ковариацию экспрессии CYP2F1 и генов поведенческих черт в мозге человека, а также полиморфизм их ортологов и CYP2F3 в 180 популяциях домашних коз (Capra hircus). В гене CYP2F3 было обнаружено два SNP, один из которых имел выраженные следы отбора, причем частота гомозигот увеличивалась по мере географического удаления от центра доместикации. Экспрессия мРНК CYP2F1 в мозге человека также имела регионарную специфичность. У обоих видов путем факторного анализа была выявлена взаимосвязь CYP2F1/3 и ряда генов, регулирующих поведение: транспортера серотонина SLC6A4 и его рецептора HTR2A3, транспортера ABCB1, рецептора пуринов P2RX7, рецептора ГАМК GABRA4, регулятора циркадных ритмов PER3 и Т-кадгерина CDH13. Анализ геномных данных домашнией козы и транскриптомных данных человека выявил эволюционные и функциональные связи цитохромов CYP2F и нейрохимических систем регуляции поведения. Эти доказательства церебральной функции фермента являются косвенными, поскольку основаны на корреляционном анализе, однако свидетельствуют о перспективности дальнейшего поиска в данном направлении.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. К. Пискунов

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: aleksei.piskunov@gmail.com
Россия, Москва, 119991

П. М. Марченко

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Email: aleksei.piskunov@gmail.com
Россия, Москва, 119991

Г. Р. Свищева

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Email: aleksei.piskunov@gmail.com
Россия, Москва, 119991

Ж. В. Самсонова

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: aleksei.piskunov@gmail.com
Москва, 119991; Москва, 119991

А. В. Кудрявцева

Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Email: aleksei.piskunov@gmail.com
Россия, Москва, 119991

Ю. А. Столповский

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Email: aleksei.piskunov@gmail.com
Россия, Москва, 119991

В. Н. Воронкова

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук

Email: aleksei.piskunov@gmail.com
Россия, Москва, 119991

Список литературы

  1. Lanza D.L., Yost G.S. Selective dehydrogenation/oxygenation of 3-methylindole by cytochrome p450 enzymes // Drug Metabolism and Disposition: The biol. Fate of Chemicals. 2001. V. 29. № 7. P. 950–953.
  2. Mukhina V., Svishcheva G., Voronkova V. et al. Genetic Diversity, Population Structure and Phylogeny of Indigenous Goats of Mongolia Revealed by SNP Genotyping // Animals. 2022. Т. 12. № 3. https://doi.org/10.3390/ani12030221
  3. Toni R., Malaguti A., Benfenati F., Martini L. The human hypothalamus: a morpho-functional perspective // J. Endocrinol. Invest. 2004.V. 27. № 6. P. 73–94.
  4. Yokomori T., Ohnuma A., Tozaki T. et al. Identification of personality-related candidate genes in thoroughbred racehorses using a bioinformatics-based approach involving functionally annotated human genes // Animals. 2023. V. 13. P. 769. https://doi.org/10.3390/ani13040769
  5. Colli L., Nicolazzi E.L., Bertolini F. et al. AdaptMap project: Exploring worldwide goat diversity and adaptation // 37. Int. Soc. for Animal Genet. Conf. (ISAG). 2019
  6. Deniskova T.E., Dotsev A.V., Selionova M.I. et al. SNP-based genotypingp insight into the West Asian origin of Russian local goats // Front. Genet. 2021. V. 12. 708740. https://doi.org/10.3389/fgene.2021.708740
  7. Berihulay H., Li Y., Liu X. et al. Genetic diversity and population structure in multiple Chinese goat populations using a SNP panel // Anim. Genet. 2019. V.50. P. 242–249. https://doi.org/10.1111/age.12776
  8. Harris J.A., Mihalas S., Hirokawa K.E. et al. Hierarchical organization of cortical and thalamic connectivity // Nature. 2019. V. 575. P. 195–202. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1716-z
  9. Gölöncsér F., Baranyi M., Balázsfi D. et al. Regulation of hippocampal 5-HT release by P2X7 receptors in response to optogenetic stimulation of median raphe terminals of mice // Front. Mol. Neurosci. 2017. V. 10. 325. https://doi.org/10.3389/fnmol.2017.00325
  10. Roxo M.R., Franceschini P.R., Zubaran C. et al. The limbic system conception and its historical evolution // Sci. World J. 2011. V. 11. P. 2428–2441. https://doi.org/10.1100/2011/157150
  11. Wang S., Zhao Y., Li J. et al. Brain structure links trait conscientiousness to academic performance // Sci. Reports. 2019. V. 9. № 1. 12168. https://doi.org/10.1038/s41598-019-48704-1
  12. Maes M., Lin A., Bosmans E. et al. Serotonin-immune interactions in detoxified chronic alcoholic patients without apparent liver disease: activation of the inflammatory response system and lower plasma total tryptophan // Psychiatry Res. 1998. V. 78. № 3. P. 151–161. https://doi.org/10.1016/s0165-1781(98)00010-9

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Распределение частот минорных аллелей (MAF) SNP1 и SNP2 гена CYPP2F3 в популяциях коз.

Скачать (173KB)
3. Рис. 2. Распределение частот минорных аллелей гена CYPP2F3 по SNP1 (сверху) и SNP2 (снизу) в популяциях домашней козы.

Скачать (778KB)

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».