Известно, что в когнитивном функционировании значимую роль играют генетические факторы. Однако наряду c полигенностью такого эффекта непосредственный источник генетического влияния неясен. Существуют предположения о том, что на нейробиологическом уровне подобные функции обусловлены нейропластичностью в связи с активностью цитоскелетассоциированного протеина (activity-regulated cytoskeleton associated protein — ARC).
В недавнем исследовании, результаты которого опубликованы в «Journal of Alzheimer’s Disease», сообщается о выявленной взаимосвязи между наличием редких мутаций белка — предшественника амилоида и последующим развитием болезни Альцгеймера. Кроме того, установлено, что распространенные генетические вариации указанного протеина могут также коррелировать с характером когнитивных функций и уровнем интеллекта у детей.
Цель новой работы — изучение роли генного комплекса ARC в качестве генетического компонента становления интеллектуальных функций с учетом его решающей роли в механизмах нейропластичности и памяти.
В рамках проекта Эйвонского лонгитудинального исследования родителей и детей (Avon Longitudinal Study of Parents and Children), осуществленного учеными Бергенского университета (University of Bergen), Норвегия, был проведен анализ вероятных взаимосвязей генетических маркеров (комплекса ARC) и уровня IQ у 5165 детей. Исходя из положения о том, что при когнитивном дефиците в результате болезни Альцгеймера может наблюдаться подобное генетическое влияние, также были отслежены аналогичные взаимосвязи в генетических образцах взрослых участников исследования, где 17 008 лиц вошли в основную группу с диагностированной болезнью Альцгеймера, а 37 154 участников проекта составили группу контроля. Кроме того, генетические данные 112 151 лица, составившего отдельную выборку, были изучены в рамках анализа общего когнитивного функционирования.
Взаимодействие нейронов обусловлено функционированием синаптических связей, представленных сотнями специализированных протеинов. Закономерно, что мутации отдельных белков приводят к дисфункциям синаптического взаимодействия и, соответственно, к заболеваниям, среди которых эпилепсия, аутизм, болезнь Альцгеймера. По результатам проведенной работы ученые выявили, что изменение последовательности ДНК в гене, кодирующем определяющий элемент этой группы протеинов, белок — предшественник амилоида β (APP), ассоциируется с невербальным интеллектом у детей, что отражает способность рассуждать и находить решения поставленных вопросов. У взрослых этот вариант ассоциировался с развитием болезни Альцгеймера, в то время как общая генетическая вариация внутри самого гена APP оказалась сопоставимой с эффективностью обработки информации (время реакции).
Авторы подчеркнули, что данные, полученные по результатам исследования, потенциально могут быть использованы в изучении нормальной функции указанных синаптических протеинов наряду с ролью в развитии заболеваний. Резюмируя итоги, ученые пришли к заключению о том, что, несмотря на теоретический характер работы, важность ее все же определяется известной необходимостью в проведении функциональных ассоциативных исследований. Изучение же генетических взаимовлияний между когнитивным функционированием у детей и болезнью Альцгеймера у взрослых представляет собой новый путь для дальнейшего понимания роли синаптической пластичности в условиях нормальной активности центральных нервных структур и при развитии заболеваний.
- IOS Press (2017) Protein involved in Alzheimer’s disease may also be implicated in cognitive abilities. ScienceDaily, Aug. 2 (https://www.sciencedaily.com/releases/2017/08/170802134805.htm).
- Myrum C., Nikolaienko O., Bramham C.R. et al. (2017) Implication of the APP gene in intellectual abilities. J. Alzheimers Dis., 59 (2): 723–735.
Наталья Савельева-Кулик
