Более трех сотен исследователей приняли участие в масштабной работе консорциума ENIGMA, результатом которой стало 306 генетических вариантов, влияющих на развитие коры головного мозга.
Большинство обнаруженных вариантов оказались расположены в той части ДНК, которая не отвечает за кодирование белка. В дальнейшем эти данные, которым посвящена публикация в журнале Science, помогут разобраться в причинах психических заболеваний.
Если брать кору головного мозга целиком, то в ее состав входит множество типов нейронов, от мелких зернистых нейронов до гигантских ветвистых пирамидных клеток, а также не только их, но и глиальных клеток. И, конечно, они все так или иначе участвуют как ее формировании на ранних этапах развития и в течение всей жизни. Поэтому одна из самых больших и амбициозных задач, которая стояла перед исследователями последние годы, заключалась в том, чтобы полностью раскрыть генетическую «дорожную карту» образования извилин в эмбриональном периоде и ее утолщения в ходе развития.
Подобную задачу, а также другие, касающиеся исследований в области нейрогенетики, невозможно решать самостоятельно, поэтому ученые из нескольких крупных институтов в США и Австралии десять лет назад основали консорциум ENIGMA. В его рамках специалисты самого разного профиля занялись сопоставлением генетических и нейровизуализационных особенностей мозга, чтобы чуть лучше разобраться в его физиологии и развитии различных патологий.
Исследователи изучили магнитно-резонансные томограммы и ДНК более 50.000 человек. Они обнаружили более 200 областей генома и 306 специфических генетических вариаций, которые влияют на структуру, площадь, толщину коры головного мозга и отличают людей друг от друга.
В нашем геноме есть области, которые отвечают за синтез того или иного белка и называются экзонами. Однако, их не больше трех процентов. Функциональное значение остальных областей – интронов – изучено еще очень плохо. Постоянно появляется информация о том, что там находят регуляторные участки, заставляющие тот или иной ген быть более или менее активным. И ученые предположили, что, возможно, именно там находятся те зоны, которые заставляют мозг каждого человека развиваться индивидуально и вносят свои коррективы в его нормальное функционирование.
Исследователи оказались абсолютно правы – большинство найденных генетических вариантов касалось именно интронной части генома. Некоторые были связаны с кортикальным «сворачиванием» – площадью поверхности, в то время как другие ассоциировались с толщиной коры. Гены, определяющие площадь поверхности, как правило, проявляют свою активность в ходе развития плода, а вот толщина определяется генами, активными в коре мозга взрослого человека.
Выяснилось, что, например, у людей с генетической предрасположенностью к развитию депрессии или семейной чуть меньшая площадь поверхности коры, тогда как у людей с генетическим риском развития болезни Паркинсона кора по площади бОльшая. Удалось также обнаружить конкретные гены, которые управляют развитием мозга и его старением у людей во всем мире.
Исследователи отмечают, что эти результаты помогут ответить на вопросы о том, какой вклад в развитие мозга делает генетика генетических воздействиях на мозг и как различные генетические варианты связаны с многочисленными заболеваниями.
Текст: Анна Хоружая