Триптофангидроксилаза - ключевой фермент биосинтеза серотонина: генетический контроль и ассоциация с наследственной изменчивостью защитного поведения

• Автор: Куликов, Александр Викторович
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 216 с. : ил.

1.1. Общие представления о серотониновой системе мозга млекопитающих.

1.2. Триптофангидроксилаза ключевой фермент биосинтеза серотонина.

Генетическая регуляция активности ТПГ.

1.3. Генетические и молекулярные основы серотониновой регуляции защитного

поведения.

1.3.1. Основные подходы к анализу наследования поведения.

1.3.2. Межеаицовая агрессия

1.2.3. Агрессия по отношению к человеку

1.3.4. Реакция активного избегания

1.3.5. Реакция замирания каталепсия

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2.1. Животные.
2.1.1. Условия содержания экспериментальных животных
2.1.2. Гибридологических анализ
2.2. Поведенческие тесты.
2.2.1. Межсамцовая агрессия мышей.
2.2.2. Тестирование животных на выраженность каталепсии.
2.2.3. Тревожность у крыс.
2.3. Определение активности ТПГ в мозге.
2.3.1. Флюориметрический метод.
2.3.2. Определение активности ТПГ с помощью жидкостной хроматографии
высокого давлешы
2.4. Молскуляриобиологнческие методы.
2.4.1. Выделение геномной ДНК.
2.4.2. Выявление полиморфизма в гене 2 мышей.
2.4.3. ПЦР с полиморфными микросателлитиыми маркерами.
2.5. Статистическая оценка полученных данных. .
2.5.1. Проверка гипотезы о моногепном наследовании.
2.5.2. Проверка гипотезы о сцеплении альтернативных признаков с неполной
пенетрантностыо.
ГЛАВА 3. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ АКТИВНОСТИ ТПГ В МОЗГЕ МЫШЕЙ.
3.1. Межлинейные различия в активности ТПГ.
3.2. Гибридологический анализ наследования активности ТПГ в мозге.
3.3. Ассоциация Св полиморфизма в ом экзоне гена 1рИ2 с активностью ТПГ
в мозге мышей.
3.4. Роль обратимого фосфорилнроваиия в определении наследственных различий
в активности ТПГ в головном мозге мышей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ГЛАВА 4. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ СПОНТАННОЙ АГРЕССИВНОСТИ
МЫШЕЙ И ЕЕ АССОЦИАЦИЯ С ГЕНОМ рИ2.
4.1. Межлинейные различия в спонтанной агрессивности мышей.
4.2. Наследование интенсивности и уровня спонтанной агрессии самцов мышей.
4.3. Связь спонтанной агрессии самцов мышей с геном 2.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ГЛАВА 5. АКТИВНОСТЬ ТПГ В МОЗГЕ ЖИВОТНЫХ С НАСЛЕДСТВЕННЫМИ
РАЗЛИЧИЯМИ В АГРЕССИИ НА ЧЕЛОВЕКА.
5.1. Изменение активности ТПГ в мозге ссребристочсрных лисиц при
доместикации.
5.2. Влияние селекции на отсутствие агрессии на человека на активность ТПГ
в мозге серых крыспаскжов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ГЛАВА 6. АКТИВНОСТЬ ТПГ В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ КРЫС,
РАЗЛИЧАЮЩИХСЯ ПО РЕАКЦИИ АКТИВНОГО ИЗБЕГАНИЯ.
6.1. Поведение крыс в тестах крестообразного лабиринта и светтемнота.
6.2. Активность ТПГ в мозге у крыс.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ГЛАВА 7. ИЗУЧЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ АССОЦИАЦИИ ТПГ С РЕАКЦИЕЙ
ЗАМИРАНИЯ.
7.1. Генетический анализ каталепсии у мышей
7.2. Картирование гена, определяющего высокую предрасположенность к
каталепсии у мышей.
7.3. Активность ТПГ в мозге мышей и крыс, различающихся по
предрасположенности к каталепсии.
ГЛАВА 8. ОБЩАЯ ДИСКУССИЯ. РОЛЬ ТРИПТОФАНГИДРОКСИЛАЗЫ В РЕГУЛЯЦИИ ГЕНЕТИЧЕСКИ ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО РАЗНООБРАЗИЯ ПО ВЫРАЖЕННОСТИ ЗАЩИТНОГО ПОВЕДЕНИЯ. 6 ВЫВОДЫ.
С1ШСОК ЦИ ТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
ВВЕДЕНИЕ


Попова, Куликов, вовлечены в молекулярный механизм действия многих антидепрессантов и анкснолитиков. Ключевым ферментом биосинтеза серотонина является триптофангндроксилаза ТПГ, катализирующая гидроксилирование триптофана в 5гидроксигриптофан, первую и лимитирующую стадию биосинтеза медиатора , , , ii, . В году было показано существование двух изоформ ТПГ ТПГ1 и ТПГ2, которые кодируются генами и 2 . Первая нзоформа, кодируемая геном клонированным и секвенировапным . В мозге синтез серотонина осуществляется второй изоформой фермента, ТПГ2 . Открытый в год ген 2 сразу же стал предметом интенсивного изучения. Обнаружено около мутаций гена 2 человека и показана ассоциация некоторых из этих мутаций с предрасположенностью к аффективным психозам i . Однако до настоящего времени связь этих мутаций с активностью ТПГ в мозге установлена не была. Основным механизмом регуляции активности ТПГ в мозге является обратимое фосфорилирование молекул фермента, катализируемое кальций, кальмодулинзависимой протеинкиназой II в присутствии Са2 . Несмотря на ключевую роль ТПГ в биосинтезе серотонина и в механизме передачи сигнала в ссрогоггиновом синапсе и на постулируемую связь изменений активности фермента с наследственными изменениями и нарушениями поведения, очень мало было известно о генетическом контроле активности фермента в мозге. Имеющиеся публикации демонстрируют только наличие межлииейиых различий в активности фермента у мышей . На момент начала наших исследований не было данных о межлинейных различиях активности ТПГ в мозг е крыс. Ген, кодирующий ТПГ в мозге, традиционно рассматривается как генкандидат, вовлеченный в регуляцию поведения и психики i . VV . Особое внимание привлекает возможная ассоциация ТПГ с выраженностью защитного поведения. Защитное поведение представляет собой комплекс эволюциоигго закрепленных врожденных реакций гга неодушевленные и одушевленные угрожающие стимулы внешней среды. Можно выделить такие разновидности защитного поведения как защита территории или социального статуса в группе, оборонительная агрессия по отношению к хищнику, реакция активного избегания и реакция замирания затаивание Попова, ix, v, Попова, . Имеются генетические модели для изучения генетикомолекулярных механизмов регуляции различных форм защитного поведения. Межсамцовуго агрессию традиционно изучают на линейных мышах и гибридах x, . Трут, и серых крысахпасюках Беляев, Бородин, Никулина и др. Классической моделью изучения реакции активного избегания являются Римские линии крыс и , различающиеся по выраженности реакции активного избегания в челночной камере v, . Наконец, для исследования генетического контроля реакции замирания каталепсии была создана линия крыс ГК Колпаков, v . Другой моделью естественной каталепсии является щипковая ii каталепсия мышей i . В то же время связь между активностью ТПГ и наследственным разнообразием по выраженности этих форм защитного поведения исследована не была. Нель и залами исследования. Основной целью исследования было изучение закономерностей генетического контроля активности ТПГ в мозге и выяснение роли фермента в генетическом и молекулярном механизмах регуляции выраженности различных форм защитного поведения. Изучить закономерности генетического контроля активности ТПГ в мозге мышей. Исследовать генетический контроль межеамцовой агрессии у мышей и связь межеамцовой агрессии с активностью ТПГ в мозге. Проанализировать участие ТПГ в процессе доместикации серебристочерных лисиц и серых крыспасюков. Исследовать роль ТПГ мозга в механизме регуляции генетически детерминированных различий в проявлении реакции активного избегания у крыс. Изучить генетический контроль каталепсии мышей. Выяснить связь ТПГ с наследственно детерминированными различиями в предрасположенности к каталепсии мышей и крыс. Научная новизна. Были выявлены два типа наследственной изменчивости активности ТПГ в мозге мышей конститутивный и регуляторный. Конститутивная изменчивость обусловлена полиморфизмом в ом экзоне гена 2, а регуляторная изменчивость наследственным полиморфизмом по степени фосфорилировапия фермента.