Цена эволюции: выявлены точки уязвимости генома, связанные с нарушением психики у детей
Специалисты Научного центра психического здоровья в рамках исследования «Copy number variants (CNV) interfere with human Accelerated Regions (HARs) to cause neurodevelopmental disorders: a large-scale cohort study» выявили эволюционный механизм патогенетического влияния структурных перестроек генома на функционирование нервной системы.
Данная работа, реализованная на базе лаборатории молекулярной генетики и цитогеномики мозга им. профессора Ю. Б. Юрова, является передовой, так как впервые представляет комплексный анализ вклада вариаций числа копий последовательностей ДНК (CNVs) в Human Accelerated Regions (HARs) у пациентов с патологиями развития ЦНС. Эти эволюционно новые, высококонсервативные регуляторные участки определяют уникальные когнитивные особенности человека (например, экспрессивную речь), одновременно являясь критическими точками уязвимости.
Авторы исследования (М. Е. Юдицкая, Е. В. Семина, Е. Д. Панкратова, О. С. Куринная, Е. В. Гульдан, Э. Г. Абасов, И. Ю. Юров, Ю. А. Чайка) продемонстрировали, что HAR-регионы чувствительны к вариациям числа копий последовательности ДНК, при этом было отмечено, что они в меньшей степени подвержены дупликациям (удвоению последовательности ДНК). Это свидетельствует о действии жестких эволюционных механизмов защиты данных участков генома.
В ходе анализа были выделены ключевые HAR-регионы (HAR_Merge50-02702, HAR_Merge50-02080, HAR_Merge50-02689), наиболее тесно связанные с возникновением психических расстройств.
Важным открытием стало то, что HARs, нарушенные при заболеваниях нервной системы, формируют скоординированные функциональные кластеры, связанные с генами (такими как RBFOX1, DOC2B, ZMYND11), отвечающими за молекулярные программы, необходимые для развития и функционирования ЦНС: рост аксонов, синаптическую пластичность и рецепторную передачу, нейровоспаление. Часть генов является чувствительными по отношению к уровням экспрессии, что означает высокий риск нарушения функции при повреждении перестройками даже одной копии.
Исследование вносит вклад в фундаментальное понимание связи эволюции генома, регуляторных элементов и патологии ЦНС. Выявленные геномные регионы-кандидаты представляют интерес для дальнейших исследований, направленных на улучшение диагностики и поиск новых терапевтических мишеней.