Ученые идентифицировали гены, связанные со сложностями в социальной адаптации
Исследователи из США смогли разобраться в том, как лишняя копия одного из генов приводит к повышенной тревожности и расстройствам внимания. Таким образом удалось сделать еще один шаг на пути к пониманию всех связей между генами, мозгом и поведением.
В большинстве случаев информация о том, что отсутствие того или иного гена (или, напротив, его дублирование) ведет к болезни, интересна, но сама по себе не достаточна для выработки эффективных рекомендаций для медиков. Специалисты по медицинской генетике знали, что дублирование гена MeCP2 ведет к расстройствам внимания, повышенной тревожности и нарушению координации движений, было известно и то, что отсутствие этого гена вызывает умственную отсталость (синдром Ретта) - но как именно это происходит, оставалось ясным не до конца. Потому что в отличие от, скажем, тех генов, которые отвечают за синтез белков, необходимых для клеток сетчатки, MeCP2 вовсе не кодирует какую-то важную деталь нервных клеток сам по себе.
Этот ген относится к числу тех, которые кодируют белки-переключатели, сами управляющие активностью других генов. Во время развития мозга MeCP2 в определенный момент останавливает синтез ряда иных белков, блокируя соответствующие участки ДНК - без MeCP2 будущие клетки нервной системы попросту не смогут правильно сформироваться даже при наличии всех необходимых генетических «чертежей». И, соответственно, медикам намного сложнее найти схему лечения - если врожденную слепоту, вызванную отсутствием нужных сетчатке генов, уже в экспериментальном порядке удавалось вылечить вставкой нужного гена, с дефицитом или тем более избытком MeCP2 все не так просто.
Строительная аналогия:
Некоторые гены подобны чертежам, на которых изображены отдельные элементы здания. И в ряде случаев уже в построенном доме можно установить забытые строителями детали - ванны, двери, окна или даже дополнительные колонны. Но другие гены - это не просто чертежи, но и команды строителям: например, дать застыть бетону и только потом продолжать работы. Без правильной последовательности сборки даже полный комплект деталей не сложится в нужном порядке, так что некоторые болезни, увы, нельзя победить простой вставкой во взрослом возрасте тех генов, которых недоставало во время внутриутробного развития. Хотя другие заболевания, включая амавроз Лебера, врожденную слепоту, уже в рамках эксперимента удавалось лечить генной терапией.
Изучение генетических основ синдрома Ретта и расстройств, связанных с избытком MeCP2 показало, что данный ген влияет на множество других генов и, таким образом, необходимо изучать их все. Проведенная специалистами из США (Бейлорский медицинский колледж и университет Чикаго) работа описана на страницах научного журнала Nature Genetics и в ней указаны два гена, которые, по всей видимости, и связывают универсальный ген-переключатель с конкретными неврологическими нарушениями.
Хотя, конечно, корректнее сказать то, что ученым удалось показать связь MeCP2 с двумя другими генами, причем самое важное заключается в том, что мы знаем о том, за что они отвечают. В частности, ген Crh, на который влияет MeCP - это уже довольно хорошо изученный генетиками и физиологами ген, кодирующий гормон кортиколиберин, вырабатываемый гипоталамусом. А другой ген, Oprm1 - это ген так называемого мю-опиоидного рецептора.
Даже далекие от генетики люди могут отметить «наркотический» корень в его названии, ген отвечает за синтез рецепторов к бета-эндорфину, веществу, что в норме обеспечивает подавление боли и снижение уровня стресса; опиаты, включая героин и морфий, чрезмерно активируют именно эти рецепторы, вызывая как ощущение наслаждения, так и серьезную наркотическую зависимость.
Эти связи одного гена с двумя другими позволяют уже совершенно иначе взглянуть на то, почему у людей с избытком MeCP2 наблюдается одновременно и повышенная тревожность, и проблемы с социализацией. Их гены с одной стороны заставляют организм вырабатывать больше гормона, который переводит организм в состояние готовности к стрессу, а с другой - увеличивают восприимчивость к тем веществам, которые наша нервная система использует для борьбы со стрессом. Мозг вынужден работать в условиях постоянного ожидания какой-то неясной угрозы, да еще и с расшатанной системой регуляции эмоционального напряжения - неудивительно, что устанавливать нормальные социальные связи ему после этого далеко не просто. Да и фокусировать внимание тоже.
Комплексное изучение редких расстройств позволяет лучше понять и нормальную физиологию, и реакцию изначально здорового организма на стресс или неблагоприятные внешние условия. Зная, что на гены, связанные с синтезом кортиколиберина и опиоидных рецепторов влияет ген MeCP2 медики смогут проверить и гипотезу о том, что этот ген каким-то образом вовлечен во вполне обыденные процессы. А там, вполне возможно, появятся и более эффективные антидепрессанты, и индивидуальный подход к лечению стрессовых расстройств, и более совершенная диагностика. Зная, что у пациента есть индивидуальная особенность в виде повышенного уровня активности того или иного гена, врач сможет назначать препараты, способные целенаправленно действовать на связанные с этим геном биохимические процессы, а не направленные на более широкое и грубое вмешательство в тонкий баланс нейрональной химии.
Исследователи из США смогли разобраться в том, как лишняя копия одного из генов приводит к повышенной тревожности и расстройствам внимания. Таким образом удалось сделать еще один шаг на пути к пониманию всех связей между генами, мозгом и поведением.
В большинстве случаев информация о том, что отсутствие того или иного гена (или, напротив, его дублирование) ведет к болезни, интересна, но сама по себе не достаточна для выработки эффективных рекомендаций для медиков. Специалисты по медицинской генетике знали, что дублирование гена MeCP2 ведет к расстройствам внимания, повышенной тревожности и нарушению координации движений, было известно и то, что отсутствие этого гена вызывает умственную отсталость (синдром Ретта) - но как именно это происходит, оставалось ясным не до конца. Потому что в отличие от, скажем, тех генов, которые отвечают за синтез белков, необходимых для клеток сетчатки, MeCP2 вовсе не кодирует какую-то важную деталь нервных клеток сам по себе.
Этот ген относится к числу тех, которые кодируют белки-переключатели, сами управляющие активностью других генов. Во время развития мозга MeCP2 в определенный момент останавливает синтез ряда иных белков, блокируя соответствующие участки ДНК - без MeCP2 будущие клетки нервной системы попросту не смогут правильно сформироваться даже при наличии всех необходимых генетических «чертежей». И, соответственно, медикам намного сложнее найти схему лечения - если врожденную слепоту, вызванную отсутствием нужных сетчатке генов, уже в экспериментальном порядке удавалось вылечить вставкой нужного гена, с дефицитом или тем более избытком MeCP2 все не так просто.
Строительная аналогия:
Некоторые гены подобны чертежам, на которых изображены отдельные элементы здания. И в ряде случаев уже в построенном доме можно установить забытые строителями детали - ванны, двери, окна или даже дополнительные колонны. Но другие гены - это не просто чертежи, но и команды строителям: например, дать застыть бетону и только потом продолжать работы. Без правильной последовательности сборки даже полный комплект деталей не сложится в нужном порядке, так что некоторые болезни, увы, нельзя победить простой вставкой во взрослом возрасте тех генов, которых недоставало во время внутриутробного развития. Хотя другие заболевания, включая амавроз Лебера, врожденную слепоту, уже в рамках эксперимента удавалось лечить генной терапией.
Изучение генетических основ синдрома Ретта и расстройств, связанных с избытком MeCP2 показало, что данный ген влияет на множество других генов и, таким образом, необходимо изучать их все. Проведенная специалистами из США (Бейлорский медицинский колледж и университет Чикаго) работа описана на страницах научного журнала Nature Genetics и в ней указаны два гена, которые, по всей видимости, и связывают универсальный ген-переключатель с конкретными неврологическими нарушениями.
Хотя, конечно, корректнее сказать то, что ученым удалось показать связь MeCP2 с двумя другими генами, причем самое важное заключается в том, что мы знаем о том, за что они отвечают. В частности, ген Crh, на который влияет MeCP - это уже довольно хорошо изученный генетиками и физиологами ген, кодирующий гормон кортиколиберин, вырабатываемый гипоталамусом. А другой ген, Oprm1 - это ген так называемого мю-опиоидного рецептора.
Даже далекие от генетики люди могут отметить «наркотический» корень в его названии, ген отвечает за синтез рецепторов к бета-эндорфину, веществу, что в норме обеспечивает подавление боли и снижение уровня стресса; опиаты, включая героин и морфий, чрезмерно активируют именно эти рецепторы, вызывая как ощущение наслаждения, так и серьезную наркотическую зависимость.
Эти связи одного гена с двумя другими позволяют уже совершенно иначе взглянуть на то, почему у людей с избытком MeCP2 наблюдается одновременно и повышенная тревожность, и проблемы с социализацией. Их гены с одной стороны заставляют организм вырабатывать больше гормона, который переводит организм в состояние готовности к стрессу, а с другой - увеличивают восприимчивость к тем веществам, которые наша нервная система использует для борьбы со стрессом. Мозг вынужден работать в условиях постоянного ожидания какой-то неясной угрозы, да еще и с расшатанной системой регуляции эмоционального напряжения - неудивительно, что устанавливать нормальные социальные связи ему после этого далеко не просто. Да и фокусировать внимание тоже.
Комплексное изучение редких расстройств позволяет лучше понять и нормальную физиологию, и реакцию изначально здорового организма на стресс или неблагоприятные внешние условия. Зная, что на гены, связанные с синтезом кортиколиберина и опиоидных рецепторов влияет ген MeCP2 медики смогут проверить и гипотезу о том, что этот ген каким-то образом вовлечен во вполне обыденные процессы. А там, вполне возможно, появятся и более эффективные антидепрессанты, и индивидуальный подход к лечению стрессовых расстройств, и более совершенная диагностика. Зная, что у пациента есть индивидуальная особенность в виде повышенного уровня активности того или иного гена, врач сможет назначать препараты, способные целенаправленно действовать на связанные с этим геном биохимические процессы, а не направленные на более широкое и грубое вмешательство в тонкий баланс нейрональной химии.
