Эволюция млекопитающих подсказывает, как понять происхождение болезней человека

Исследователи во главе с Патриком Салливаном из Университета Северной Каролины и Психиатрического геномного консорциума представили в журнале Science новый подход к пониманию болезней человека через призму эволюционной геномики.

Консервативные гены — основа здоровья

В процессе эволюции млекопитающих некоторые гены остались практически неизменными — они называются "высококонсервативными". Например, отдельные белки у человека и мыши идентичны, несмотря на ~60 миллионов лет эволюционной дивергенции.

• Эти гены объединяют всех млекопитающих (людей, мышей, собак, дельфинов) и отвечают за фундаментальные черты: четырёхкамерное сердце, лёгкие, волосяной покров, развитие эмбриона, работу синапсов.
• Их сохранение в ходе "испытания огнём" эволюции указывает на критически важную роль для здоровья организма. Повреждение таких генов с высокой вероятностью ведёт к негативным последствиям.

Новый взгляд на психические и неврологические расстройства

Исследования показывают, что многие черты, связанные с мозгом, высококонсервативны. Если у пациента есть неврологическое или психиатрическое заболевание (шизофрения, депрессия, расстройства пищевого поведения), это может быть следствием серьёзного повреждения ("big hit") одного из таких консервативных генов, критичных для нервной системы, структуры мозга или синапсов.

Помимо традиционных методов вроде полногеномного поиска ассоциаций (GWAS), который выявляет связь между однонуклеотидными полиморфизмами (SNPs) и болезнью, новый подход позволяет понять почему эти генетические варианты возникли и какую эволюционную историю они несут.

Перспективы для будущих исследований

Ключевую роль в регуляции работы генов играют короткие участки ДНК — энхансеры и промоторы. По аналогии с производством пончиков:

• Энхансеры контролируют количество "теста" (экспрессию гена).
• Промоторы контролируют момент, когда "тесто" начинает выдавливаться (инициацию транскрипции).

Это открывает потенциальные терапевтические возможности: воздействуя на эти регуляторные элементы "мягким" способом, можно попытаться модулировать выработку белка и смягчить проявления генетически обусловленного заболевания.