Нехватка одной из регуляторных РНК, возникающая из-за исчезновения одной из копий гена этой РНК, может быть причиной возникновения слуховых галлюцинаций при шизофрении.

У шизофрении, как у всех сложных психоневрологических заболеваний, причин может быть много, и среди них есть и генетические.

Нейроны таламуса. (Фото Wellcome Images / Flickr.com.)

Расположение таламуса (thalamus) в человеческом мозге. (Фото brainwave2 / Flickr.com.)

Например, известно, что если у человека из 22-й хромосомы выпадет (делетируется) определённый кусок с двадцатью пятью генами, то в детстве  по мере взросления могут начаться проблемы с поведением –  повысится тревожность и будет трудно сосредотачиваться, а в дальнейшем у 23–43% людей с таким генетическим дефектом развивается шизофрения. (Необходимо уточнить, что речь в данном случае идёт о синдроме 22q11.2, или синдроме Ди Георга, и проявляется он весьма по-разному: бывает, возникают проблемы с сердцем, или с иммунитетом, иногда синдром виден в буквальном смысле на лице – из-за черепно-лицевых аномалий развития).

Те двадцать пять генов, которые исчезают во время мутации, существуют в геноме в двух копиях, по одной на отцовской и на материнской 22-й хромосоме, и одна из копий всё-таки остаётся на месте. Но для многих генов число копий очень важно: как мы помним, в генах закодирована информация о белках или о регуляторных РНК, которые нужны клетке в том или ином количестве. И во многих случаях это самое нужное количество достигается именно благодаря лишним экземплярам гена.

Однако если мы заглянем в мозг индивидууму, у которого не хватает того самого куска 22-й хромосомы, то обнаружим, что в зоне под названием таламус имеет место перепроизводство белка Drd2, который работает рецептором нейромедиатора дофамина. Таламус играет роль своеобразного сенсорного хаба, через него проходят потоки информации от всех органов чувств (кроме обонятельных), и эти потоки он распределяет по соответствующим отделам мозга.

Ранее Станислав Захаренко и его коллеги из Детской больницы св. Иуды в Мемфисе показали, что уровень Drd2 повышается у больных шизофренией, и повышается как раз в слуховой части таламуса. Антипсихотические средства, помогающие ослабить шизофренические симптомы, действуют как раз на те же нейронные цепи, в которых становится много Drd2. Рецепторный белок нужен, чтобы нейрон смог принять нейромедиаторный сигнал от своего соседа, и если рецептора оказывается слишком много, то нейроны таламуса начинают неправильно обрабатывать звуковую информацию – в результате в голове начинают звучать пресловутые шизофренические «голоса».

Но почему из-за выпадения куска хромосомы становится больше Drd2 (ген которого, кстати говоря, находится вообще не на 22-й хромосоме)? В статье в Nature Medicine, опубликованной Захаренко и его сотрудниками, говорится про микрорегуляторную РНК miR-338-3p – именно её ген находится в том самом выпадающем хромосомном куске. Напомним, что микрорегуляторные РНК, или микроРНК – это специальные небольшие молекулы, которые регулируют синтез белковых молекул на других молекулах РНК, так называемых матричных, которые очень большие и в которых содержится информация о белках. МикроРНК связывается с обычной РНК, и синтез белка на обычной РНК прекращается. Разные микроРНК влияют на разные белки, и вот рецептор Drd2 находится как раз под контролем miR-338-3p.

Эксперименты на мышах показали, что в отсутствии одной из копий гена, кодирующего miR-338-3p, уровень этой микроРНК в слуховых областях таламуса действительно со временем падает, и параллельно повышается количество Drd2. Но если содержание miR-338-3p искусственно повышали, ситуация более-менее приходила в норму: уровень рецептора падал, и нейронные цепи начинали работать, как надо. В целом, если смотреть именно по активности нервных цепей, то повышение уровня микроРНК работало так же, как работают антипсихотические препараты, нацеленные на рецептор Drd2. Возможно, в скором времени удастся создать более эффективные лекарства, которые будут стимулировать работу гена miR-338-3p и тем самым избавлять, по крайней мере, от некоторых проявлений шизофрении.

Любопытно, что мутационное уменьшение уровня miR-338-3p не действовало на другие нейронные цепочки, хотя одна из копий её гена должна была исчезнуть из всех клеток, а дофаминовые Drd2-рецепторы есть не только в таламусе. Авторы работы объясняют это тем, что в других местах регуляторной РНК нужно поменьше, и там необходимое её количество вполне обеспечивает уцелевшая копия гена.