Маленькая судьбоносная РНК

Исследование биохимических и генетических механизмов, ответственных за развитие человеческого мозга, представляет собой, пожалуй, одну из наиболее интересных задач нейробиологии. Работы в этой области поддерживают РФФИ и американский Stanley Research Foundation.

В механизмах развития человеческого мозга и в возникновении некоторых психических заболеваний важную роль играет особый класс РНК мозга — микроРНК. Такую гипотезу выдвинул российский нейробиолог Евгений Рогаев, основываясь на литературных данных и на собственных исследованиях, проведенных в России и США.

МикроРНК — это особый класс регуляторных РНК длиной всего 19—22 нуклеотида. Такие микроРНК — продукты работы коротких генов, не кодирующих белки. Их обнаружили и у растений, и у животных. Ученые предполагают, что в геноме млекопитающих существует несколько сотен или, возможно, тысяч различных последовательностей микроРНК. Подсчитать их точнее специалисты пока не могут, но они уже провели некоторые исследования, на основании которых считают микроРНК возможным участником патогенеза заболеваний мозга.

МикроРНК широко распространены в мозге, а некоторые из этих молекул в основном в нем и встречаются. Эксперименты, проведенные на рыбках данио, нематодах и крысах, свидетельствуют о том, что без микроРНК невозможно нормальное развитие нервной системы. Их состав в нервных тканях меняется в зависимости от стадии эмбрионального развития нервной системы.

Заболевания человеческого мозга, связанные с нарушениями сознания, интеллекта, настроения и памяти, можно разделить на две группы. Это болезни развития нервной системы, такие как умственная отсталость, аутизм, шизофрения, и группа нейродегенеративных заболеваний (с разрушением нервных клеток), например, старческая деменция и болезнь Паркинсона.

Используя компьютерные алгоритмы, ученые показали, что среди возможных мишеней микроРНК — гены, связанные с развитием нервной системы, с отставанием в умственном развитии, с образованием контактов между нейронами, с болезнью Альцгеймера. Впрочем, список генов-мишеней зависит от компьютерной программы, использованной в предсказании, а правильность его может подтвердить только эксперимент.

Предварительные исследования, проведенные Евгением Рогаевым и его коллегами, показали, что такая проверка осуществима. Современные методы исследований позволяют обнаружить и идентифицировать крошечные микроРНК в тканях мозга умерших нормальных и психически больных людей и провести их сравнительный анализ. Многие заболевания мозга имеют несомненно наследственный характер, однако ученые, сравнивая последовательности кодирующих белки генов, не находят достоверных различий между здоровыми и больными людьми. По мнению Евгения Рогаева, объяснение различий надо искать не в последовательностях кодирующих генов, а в регуляции их работы. Весьма возможно, что микроРНК как раз и представляют собой такие регуляторы, определяющие развитие и работу нервной системы.