И шизофрения (SCZ), и биполярное расстройство (BD) являются загадками. Ученые связали сотни генов с каждым из этих состояний, но сами по себе гены, по-видимому, лишь незначительно влияют на развитие SCZ и BD. Например, у человека с генами, связанными с SCZ, вероятность развития расстройства всего на 7% выше , чем у человека без этих генов. Это само по себе не является чем-то необычным. Это предполагает, что гены необходимы для развития этих состояний, но их недостаточно, чтобы вызвать состояния.
Однако, если у человека есть одно из этих заболеваний, вероятность того, что оно есть у близкого члена семьи , составляет от 74 до 81% . Другими словами, если у человека есть гены, связанные с одним из этих расстройств, это не сильно увеличивает его шансы на развитие этого расстройства. Однако, если у члена семьи есть SCZ или BD, то их шансы на развитие этого расстройства довольно высоки. И в этом заключается загадка: как заболевание может передаваться потомству, если не через гены?
Одним из объяснений является то, что SCZ и BD «наследуются» негенетическими факторами. Например, исследователи показали , что физические упражнения могут помочь контролировать и уменьшить симптомы шизофрении. И если семья человека не занимается спортом, маловероятно , что этот человек будет заниматься спортом. Другими словами, мы «наследуем» поведение нашей семьи. Однако исследования близнецов показали, что поведение семьи лишь незначительно влияет на шансы развития SCZ, предполагая, что должно быть другое объяснение.
Новое исследование , опубликованное в Molecular Psychiatry, предоставило доказательства альтернативного объяснения: генетические причины этих расстройств скрыты в темном геноме.
В генетических исследованиях исследователи в первую очередь изучают области, называемые генами. Традиционно гены определялись общей структурой, позволяющей им создавать белки. Только от 1 до 2% ДНК человека состоит из этих традиционных генов.
Одним из препятствий, мешающих ученым лучше понять, как работает геном, может быть чрезмерно консервативное определение «гена», как сказал в своем заявлении Чайтанья Эради, аспирант Кембриджского университета и первый автор недавнего исследования .
«Когда мы смотрим за пределы областей ДНК, классифицируемых как [традиционные] гены, мы видим, что весь человеческий геном обладает способностью производить белки, а не только гены. Мы обнаружили новые белки, которые участвуют в биологических процессах и не действуют при таких расстройствах, как шизофрения и биполярное расстройство».
Область, которую Эради описывает как находящуюся за пределами традиционных генов, называется темным геномом, и ученые знают о ней на удивление мало. Наставник Эради Судхакаран Прабакаран, эксперт в области неврологии и генетики, пытается это изменить.
Предыдущие исследования выявили области темного генома, которые кодируют регуляторную РНК (РНК, которая может влиять на клеточные функции), но области, кодирующие белок, не были обнаружены. Прабакаран подозревал, что это связано с тем, что темные гены устроены иначе, чем традиционные гены, поэтому их было трудно найти. Решив охарактеризовать структуру темных генов, он возглавил экспедицию в темный геном. В 2021 году ему это удалось.
Прабакаран обнаружил нетрадиционные и неохарактеризованные области генома, способные продуцировать белки. Что еще более важно, он и его команда нашли доказательства того , что эти темные белки могут быть вовлечены почти в 200 различных заболеваний человека.