Ключът към контрола на страха може да се крие в "отпадъчната" ДНК

Условеният страх (или условен рефлекс на страха) е реакция, придобита от човек или животно и изработвана при някакъв неутрален (условен) сигнал, който обикновено е последван от неприятен или болезнен стимул. Често тази реакция се моделира с помощта на мишки. Например, преди да им предадат електрически стимул (който носи дискомфорт, но не и болка), изследователите включват условен светлинен или звуков сигнал, с който след това гризачите асоциират това чувство на дискомфорт.

Страхът от клоуни е доста често срещана фобия. Условният страх се развива в отговор на доста неутрален (условен) сигнал - всяко лице, облечено в костюм на клоун. Кадър на New Line Cinema

Избледняването на условния страх се проявява в намаляване на реакцията на плашещия сигнал. Това се случва, когато този сигнал многократно се представя на субекта без никакви болезнени или неудобни за него последици. И двата феномена са еволюционно запазени поведенчески адаптации, които са от решаващо значение за оцеляването. Но ако човек или животно се е научило да се страхува от нещо при появата на предварителен сигнал, то трябва да може и да се отучи, за да не изпитва чувство на страх „напразно“.

Страхът от климатични аномалии отказва хората да създават деца

Подобно на други форми на обучение, избледняването на дългосрочната памет за условния страх зависи от координирани промени в експресията на множество гени, особено в левия долен префронтален кортекс (IPFC). Това е област от мозъка в предната част на фронталните лобове. Международен изследователски проект, ръководен от доц. Тимъти Бреди от Института за мозъка в Куинсланд (Австралия), е открил нови гени. Тяхната експресия се увеличава в невроните на IPFC в отговор на обучение, свързано с развитието на условен страх и неговото изчезване.

Колкото и да е странно, тези гени са разположени в част от генома, наречена „отпадъчна“ (некодираща) ДНК. Гените в този регион не кодират белтъчни последователности, но понякога все пак се експресират. В резултат се синтезират дълги некодиращи РНК (lncRNA) с дължина над 200 нуклеотида, с често неизвестна функция.

„Доскоро учените смятаха, че голяма част от нашия геном е изградена от отпадъчна ДНК, която всъщност не прави нищо – обяснява д-р Бреди. – Но когато изследователите започнаха да изучават тези области, разбраха, че тази част от генома е активна и се транскрибира."

Предполагаемият механизъм на действие на дългата некодираща РНК ADRAM върху експресията на гена Nr4a2, който е необходим за избледняването на паметта за обусловения страх. Синият шестоъгълник е белтъкът-шаперон CBP, който усилва експресията на Nr4a2. HDAC е белтък, който блокира експресията на Nr4a2. Изображение: Wei Wei et al, Cell Reports, 2022

Използвайки нов мощен подход към секвенирането, екипът на д-р Бреди е идентифицирал 434 dncRNA от относително неизвестни области на човешкия геном. От тях авторите са изолирали и изследвали само една dncRNA, която нарекли ADRAM (зависима от активността dncRNA, свързана с паметта).

Тази dncRNA е забележителна с това, че действа като проводник за специалните регулаторни белтъци (шаперони), които контролират генната транскрипция. По-специално изследователите открили, че насочваните от ADRAM белтъци-шаперони допринасят за експресията на гена Nr4a2, който е необходим за избледняване на паметта за условния страх.

Безсърдечието като нещо нормално. Може ли детето да бъде психопат?

„Нашите резултати показват, че дългите некодиращи РНК образуват мост, който свързва динамичните сигнали на околната среда с механизми, които контролират как мозъкът ни реагира на страха – казва Брейди. – С това ново разбиране за генната активност вече можем да започнем да разработваме инструменти за селективно въздействие на dncRNA в мозъка и, надявам се, да разработим нова терапия за посттравматично стресово разстройство и фобиите.“

Статия с резултатите от изследването е публикувана в списание Cell Reports.