Используя новую мощную технику секвенирования, исследователи отследили гены у мышей, которые помогают успокоить воспоминания, связанные со страхом. Эти гены спрятаны в относительно неизвестных областях генома млекопитающих, которые мы списали со счетов как «мусорную ДНК».
«Это похоже на использование возможностей телескопа «Хаббл», чтобы заглянуть в неизведанное мозга», — сказал нейроэпигенетик из Университета Квинсленда Тимоти Бреди, описывая новую технику, которая может увеличить области генома, которые до сих пор избегали тщательного изучения.
Гены могут быть вовлечены в расстройства страха, такие как фобии и посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР), от которых ежегодно страдают 15 миллионов взрослых в США.
У всех нас есть воспоминания, которые вызывают у нас приступы ужаса, которые заставляют нас избегать какой-то темы (пауки, высота) или определенных ситуаций (публичных выступлений). Это здоровая реакция на обучение, тщательно отобранная, поскольку она обеспечивает нашу физическую или социальную безопасность.
Но в нормальных ситуациях повторяющееся воздействие этих сигналов страха без каких-либо плохих событий должно со временем деформировать вашу реакцию страха.
Страх и его исчезновение происходят в инфралимбической префронтальной коре нашего мозга, и недавние исследования проследили этот процесс до механизмов транскрипции и эпигенетики — модификаций ДНК, которые изменяют то, как она выражается, но не саму последовательность ДНК.
Однако для некоторых из нас подавление страха никогда не наступает.
Страхи упрямо застревают, становясь убийцей разума, которые мешают нашему мозгу позволить нам рационально справляться с этими вещами или двигаться дальше от пугающих событий.
Используя мышей, страдающих от страха, и новый метод секвенирования РНК, исследователи более внимательно изучили молекулы, называемые длинными некодирующими РНК (днРНК), которые уже были задействованы в качестве регулирующих генов, связанных с такими состояниями, как наркомания, депрессия , шизофрения и тревога. Сорок процентов идентифицированных до сих пор lncRNA обнаружены в больших концентрациях внутри нейронов .
Исследователи обнаружили, что класс этих генов, которые они назвали эРНК, экспрессируется в инфралимбической префронтальной коре мышей и участвует в связывании нашего опыта с регуляцией экспрессии генов.
Один ген, получивший название ADRAM (активно-зависимая днРНК, связанная с памятью), по-видимому, работает как каркас, который позволяет другим молекулам получить доступ к гену для его экспрессии, и координирует другие молекулы, включая эРНК, которые экспрессируют ген, который помогает притупить страхи. .
Когда экспрессия ADRAM была нокаутирована у мышей до того, как они были декондиционированы в отношении страха, они не показали никакой разницы в своих тренировках по подавлению страха по сравнению с контрольной группой.
Тем не менее, нокаутированные мыши позже оставались напуганными, что позволяет предположить, что их память на угасание страха была нарушена. Их другое поведение, связанное со страхом и тревогой, оставалось нормальным.
«Эти данные демонстрируют, что эффект [нокаута гена] на угасание страха обусловлен его влиянием на познание, а не на неспецифические физиологические показатели генерализованной тревожности», — пишут исследователи в своей статье .
Команда предупреждает, что они еще не знают, играет ли ADRAM более обширную роль в обучении, и это исследование обнаружило эти специфические эффекты только у самцов мышей. Но многие из этих фундаментальных молекул сохраняются у разных видов, и эти находки предполагают, что этот класс генов lncRNA заслуживает более тщательного изучения.
«Наши результаты показывают, что длинные некодирующие РНК образуют мост, связывающий динамические сигналы окружающей среды с механизмами, которые контролируют то, как наш мозг реагирует на страх», — объяснил Бреди .
«Благодаря этому новому пониманию активности генов мы теперь можем работать над разработкой инструментов для выборочного воздействия на длинные некодирующие РНК в мозге, которые напрямую изменяют память и, надеюсь, разрабатывают новую терапию посттравматического стрессового расстройства и фобий».
Это исследование было опубликовано в Cell Reports .