Различия между психическими заболеваниями могут быть связаны с различным считыванием одних и тех же генов
(По материалам Medical Xpress: Distinctness of mental disorders traced to differences in gene readouts)
Одна из загадок психиатрии – в том, что у людей со сходными генетическими факторами риска развиваются разные заболевания. Например, у родственников пациентов с шизофренией повышен риск развития биполярного расстройства, и наоборот. Вариации некоторых генов ассоциированы с развитием и шизофрении, и биполярного расстройства, и большого депрессивного расстройства.
Ученые из США решили исследовать проблему на более глубоком уровне, чем уровень генома – они применили новую технологию повышенного разрешения для анализа генетических транскриптов в тканях мозга 200 пациентов, страдавших при жизни шизофренией, биполярным расстройством либо депрессией.
Как известно, после считывания гена образуются молекулы РНК – они переносят информацию, на основании которой организм синтезирует белки. Этот процесс переноса информации с ДНК на РНК называют транскрипцией. У людей с одинаковым «геномом» - информацией в ДНК – могут сильно различаться «транскриптомы» - наборы РНК, которые в конкретный момент времени используются организмом для синтеза белков и регулировки своей работы. Тот или иной ген, к примеру, может быть временно закрыт для считывания, либо считываться по-разному («альтернативный сплайсинг»), приводя к синтезу отличающихся друг от друга белков.
Исследователи обнаружили лишь небольшие различия на уровне генома между пациентами с различными заболеваниями, но при анализе транскриптов они обнаружили значительные различия: концентрации разных вариантов РНК, порождаемых одним и тем же «геном риска», порой отличались в разы.
Всего после анализа 85000 транскриптов было выявлено около 250 «редких транскриптов» (редких разновидностей РНК), экспрессия которых различалась у пациентов с разными заболеваниями. Эти транскрипты относились к генам, участвующим в образовании соединений между нейронами (синапсов), межклеточных контактов и гетеротримерных G-белковых комплексов (G-белки передают внутри клетки сигналы, полученные извне через рецепторы, которые находятся на поверхности клетки).
Также были выявлены различия концентрации менее редких вариаций (common genetic variants). Я не уверен, что понимаю описание, данное в аннотации – по видимому, эти различия были связаны с наличием определенных участков («локусов») в геноме (sQTL, eQTL), информация в которых заставляет организм производить РНК в различной концентрации либо задействовать альтернативный сплайсинг генов, приводящий к созданию белков различающейся конфигурации.
По словам авторов, это наиболее масштабное и глубокое исследование генетических различий между психическими заболеваниями на уровне «ниже генома». Секвенирование ДНК было осуществлено с глубиной «около 270 миллионов считываний на рамку» (270 million reads per frame), что позволило создать «высококачественную карту экспрессии около 21 тысячи генов и около 85 тысяч транскриптов».
Следует учесть, что это всего лишь одно исследование базового уровня, и полученные результаты могут быть в дальнейшем как подтверждены, так и опровергнуты либо скорректированы другими учеными. Работа (Akula et al., 2021) опубликована 8 февраля в журнале Neuropsychopharmacology (импакт-фактор 7).
Научная публикация: Nirmala Akula et al. Deep transcriptome sequencing of subgenual anterior cingulate cortex reveals cross-diagnostic and diagnosis-specific RNA expression changes in major psychiatric disorders, Neuropsychopharmacology (2021). DOI: 10.1038/s41386-020-00949-5
Автор новости: Тимеев Артем Геннадьевич (Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. - переводы медицинских, биологических текстов).
10 февраля 2021 года