«Нейромедиатор счастья» способен проникать в зародышевые клетки, меняя в них активность генов.

Серотонин работает нейромедиатором в нервных цепочках, которые отвечают за эмоции – поэтому проблемы с серотонином часто приводят к подавленному настроению и депрессии. Но вообще у серотонина множество функций: он влияет на свертываемость крови, сокращение сосудов, выброс инсулина и пр. (кстати, 90% серотонина синтезируется в кишечнике). Известно, что изменения уровня серотонина порой приводят к порокам развития у эмбриона во время беременности. Но о том, что происходит в этом случае в клетках, до сих пор знали очень мало.

Яйца каракатицы с развивающимися зародышами. Каракатицы – это моллюски, так что, скорее всего, и у них серотонин может вмешиваться в развитие эмбриона. (Фото: ead72 / Depositphotos) 

Сотрудники Института биологии развития имени Н. К. Кольцова РАН совместно с коллегами из Каролинского института (Швеция) и Морской биологической лаборатории (США) изучали влияние серотонина на эмбриональное развитие позвоночных и беспозвоночных животных. Оказалось, что в этом случае он взаимодействует с клетками не так, как мы обычно себе представляем.

Так, если мы говорим о нейромедиаторных функциях серотонина, то подразумеваем, что он связывается с рецепторами на клеточной мембране, а рецепторы уже дальше передают сигнал вглубь клетки. Но если взять эмбрионы рыб, моллюсков и морских ежей, то мы увидим, как серотонин сам проникает в клетки и в ядра клеток. Здесь он с помощью специального фермента присоединяется к белкам, меняя их функции. На поздних этапах развития такие изменившиеся белки по-новому регулируют специализацию клеток, формирование различных тканей и органов. Результаты исследований опубликованы в ACS Chemical Neuroscience.

О том, что серотонин может лично управлять генами в ядре, было известно и ранее – весной мы писали об одной статье в Nature, в которой говорилось, что серотонин присоединяется к белкам-упаковщикам ДНК, активируя гены, с которыми эти белки-упаковщики связаны. Но до сих пор путешествие серотонина в ядро видели только в клетках взрослых организмов: теперь же оказалось, что серотонин может проникать и в клетки зародышей.

Поскольку такое поведение серотонина обнаружили и у рыб, и у моллюсков, и у иглокожих, то можно сделать вывод, что серотониновая регуляция генов у зародышей возникла очень давно – и, скорее всего, имеет место и у людей тоже. Тогда можно объяснить, например, откуда берутся нарушения в развитии плода у беременных женщин, принимающих антидепрессанты на самых ранних этапах беременности (многие из подобных лекарств влияют на уровень серотонина во всем теле, а не только в мозге). И, возможно, некоторых пороков развития можно избежать, если научиться контролировать движение серотонина в клеточное ядро.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (РНФ).

По материалам пресс-службы РНФ.