Хронический стресс влияет на работу семи генов, активность которых меняется схожим образом у различных организмов.

Депрессию и другие психоневрологические расстройства, связанные со стрессом, изучают как на людях, так и на животных. Экспериментируя на животных, можно лучше понять клеточные и молекулярные механизмы заболеваний. В хроническом стрессе крыса или рыба становятся более тревожными, менее общительными и т. д., и в дальнейшем в их поведении проявляются особенности, схожие с депрессией — всё как у людей. Но всё-таки депрессия человеческая и «депрессия» животная разные: психика у нас и животных отличается. Возникает вопрос, как соотносить то, что мы наблюдаем у животных, с тем, что мы наблюдаем у человека.

(Иллюстрация: Sangharsh Lohakare / Unsplash.com) 

Изменениям в поведении должны соответствовать изменения в активности генов, работающих в мозге. Сотрудники Московского физико-технического института и других российских научных центров решили выяснить, какие гены будут реагировать на стрессово-депрессивные обстоятельства у рыб, крыс и людей и будут ли среди этих генов общие для всех трёх организмов. Активность гена можно измерить по количеству матричной РНК, в которую копируется (транскрибируется) информация с ДНК; чем больше РНК скопировалось с гена, тем ген активнее. (На самом деле, потом на этой РНК будет синтезироваться белок, и там есть дополнительные механизмы, управляющие активностью белкового синтеза, но в целом активность генов можно вполне достоверно оценить и по уровню РНК.) Исследователи сравнивали транскриптомы, то есть совокупность РНК, насинтезированных в тканях мозга нормальных крыс и крыс, которых держали в хроническом стрессе. То же самое делали для рыб полосатых данио, и то же самое делали для людей — только у людей смотрели на активность генов при депрессии и без депрессии; очевидно, эту активность измеряли в образцах, взятых после смерти.

Рыбы, крысы и люди отделены значительными эволюционными промежутками. Поэтому гены сравнивали с учётом того, в каких родственных связях они находятся. Например, у общего предка рыб и людей был некий ген, который потом стал по-разному меняться в той линии существ, которая дала современных рыб, и в той линии, которая привела к приматам. Современные гены-потомки того предкового гена называются ортологами, они могут выполнять одинаковые функции, но при этом у них могут быть и свои особенности, и для того, чтобы правильно понять, что есть общего в генетической активности у рыб и людей, нужно учитывать ортологичность их генов.

В итоге удалось найти семь генов, которые можно назвать общими «стрессовыми генами». Функции у них разные, есть те, которые отвечают за энергетический обмен веществ; есть те, которые управляют потоками кальция (а кальций — один из главных клеточных сигналов, который помогает клетке управлять внутренними органеллами и реагировать на окружающую среду); есть те, которые влияют на соединение клеток друг с другом и их способность общаться.

 В перспективе эти гены могут стать мишенями для лекарств против различных психоневрологических расстройств. Речь не только о депрессии — хронический стресс приводит и к повышенной тревожности, и к маниям, и к психозам, и к другим болезням, связанным с изменением эмоционального состояния. Вероятно, эффективность терапии здесь можно было бы заметно усилить, если бы у нас были средства, нацеленные на молекулярный фундамент подобных расстройств, состоящий из тех самых семи общих «генов стресса».

Результаты работы опубликованы в Scientific Reports.