Ключ к контролю над страхом может быть скрыт в «мусорной» ДНК

Условный страх (или условный рефлекс страха) — реакция, приобретаемая человеком или животным и вырабатывающаяся на какой-нибудь нейтральный (условный) сигнал, за которым обычно следует неприятный или болезненный стимул. Часто эту реакцию моделируют на примере мышей, когда, прежде чем передать им электрический стимул (приносящий дискомфорт, но не боль), исследователи включают условный световой или звуковой сигнал, с которым потом у грызунов будет ассоциироваться это чувство дискомфорта.

Угасание условного страха проявляется в снижении реакции на пугающий сигнал, происходящее, когда этот сигнал неоднократно предъявляется испытуемому без каких-либо болезненных или дискомфортных для него последствий. Оба феномена — эволюционно законсервированная поведенческая адаптация, которая имеет решающее значение для выживания. Ведь если человек или животное научилось чего-то бояться при появлении предваряющего сигнала, то и должно уметь разучиваться, чтобы не испытывать чувство страха «попусту».

Как и другие формы обучения, угасание долговременной памяти условного страха зависит от скоординированных изменений в экспрессии множества генов, особенно в инфралимбической префронтальной коре (ИЛПФК) — области мозга в передней части лобных долей. Международный исследовательский проект, возглавляемый доцентом Института мозга в Квинсленде (Австралия) Тимоти Бреди (Timothy Bredy), обнаружил новые гены, экспрессия которых усиливается в нейронах ИЛПФК в ответ на обучение, связанное с развитием условного страха и его исчезновением.

Как ни странно, эти гены располагаются в части генома, называемой мусорной (некодирующей) ДНК. Гены, находящиеся в этой области, не кодируют белковые последовательности, но иногда все равно экспрессируются. В результате синтезируются длинные некодирующие РНК (днкРНК) длиной более 200 нуклеотидов, с зачастую неизвестной функцией. 

«До недавнего времени ученые думали, что большая часть нашего генома состоит из мусорной ДНК, которая, по сути, ничего не делает, — поясняет доктор Бреди. — Но когда исследователи начали изучать эти области, они поняли, что эта часть генома активна и транскрибируется».

Используя новый мощный подход к секвенированию, команда доктора Бреди идентифицировала 434 днкРНК из относительно неизвестных областей генома человека. Из этого числа авторы выделили и изучили всего одну днкРНК, которую назвали ADRAM (зависимая от активности днкРНК, связанная с памятью). 

Эта днкРНК примечательна тем, что действует как проводник для специальных регуляторных белков (шаперонов), контролирующих транскрипцию генов. В частности, исследователи обнаружили, что направляемые ADRAM белки-шапероны способствуют экспрессии гена Nr4a2, необходимого для угасания памяти условного страха.

«Наши результаты показывают, что длинные некодирующие РНК образуют мост, связывающий динамические сигналы окружающей среды с механизмами, которые контролируют то, как наш мозг реагирует на страх, — комментирует результаты исследования Бреди. — С новым пониманием активности генов мы теперь можем начать разработку инструментов для выборочного воздействия на днкРНК в мозге и, надеюсь, разработать новую терапию посттравматического стрессового расстройства и фобий».

Статья с результатами исследования опубликована в журнале Cell Reports.