Nová role pro serotonin

Serotonin je drobná molekula odvozená z aminokyseliny tryptofanu, která je využívána některými nervovými obvody v mozku jako neuropřenašeč. A to ne úplně ledajaký. S defektem v serotoninové signalizaci v klíčových vývojových periodách je spojen rozvoj autismu, schizofrenie i deprese. Jak serotonin na neurony působí? Podobně jako další neuropřenašeče se váže na specifické membránové receptory. Spouští tak signalizační kaskádu, která v konečném důsledku zapíná a vypíná jednotlivé geny v jádře. Nyní se ale ukazuje, že serotonin může mít na genovou expresi i mnohem bezprostřednější vliv.

Už léta je známo, že enzymy ze skupiny transglutamináz mohou připojovat serotonin k několika málo konkrétním proteinům v cytoplazmě a ovlivňovat tak jejich aktivitu. Současná práce ale ukazuje, že serotonin může být věšen i na jaderné histony. Histony jsou proteiny, na něž je v jádře navinuta naše DNA. Právě různé modifikace histonů rozhodují o tom, zda bude konkrétní úsek DNA přepisován do proteinu. Nejznámější jsou v tomto směru metylace a acetylace histonových N-konců. Třeba postupné připojení tří metylů na čtvrtý lyzin histonu 3 (H3K4) je jedním z nejsilnějších signálů k zahájení transkripce konkrétního genu. Hned vedlejší glutamin na tomto histonu (H3Q5) je přitom cílem nově popsané serotonylace. Připojení serotoninu je vysoce specifické (nebylo nalezeno na žádném jiném místě žádného jiného histonu) a je patrně úzce svázáno s metylacemi v sousedství. Řízení genové exprese se tak ukazuje komplexnější, než jsme si doposud mysleli. A dost možná, že za dveřmi čekají na popsání ještě další histonové modifikace jako připojování histaminu či dopaminu.

Farrelly et al., Nature, DOI: 10.1038/s41586-019-1024-7