Тяга к спиртному часто закладывается еще в подростковом возрасте, когда первые рюмки меняют активность генов в клетках мозга. Эксперименты на грызунах показали, что система CRISPR-dCas9 позволяет нормализовать и работу генов, и поведение.
Злоупотребление спиртным нередко начинается еще в подростковом возрасте, что чревато массой печальных последствий. Один из таких эффектов — изменение работы мозга, в частности подавление активности гена Arc, который координирует работу клеточного скелета нейронов, играя огромную роль в работе памяти и выполнении других функций. Еще несколько лет назад ученые показали, что в миндалевидном теле людей (и подопытных мышей), употреблявших алкоголь в период взросления, эпигенетические «настройки» меняются, блокируя работу гена Arc. Это проявляется в повышенной тревожности и склонности к спиртному на протяжении всей дальнейшей жизни.
Продолжая эти исследования, команда профессора Университета штата Иллинойс Субхаша Панди (Subhash Pandey) использовала инструменты генной инженерии с тем, чтобы исправить работу Arc у лабораторных животных, пристрастившихся к алкоголю. Как оказалось, эти манипуляции могут нивелировать многие нежелательные проявления, снижать тревожность и тягу к выпивке. Об этом ученые пишут в новой статье, опубликованной в журнале Science Advances, сравнивая изменения с «откатом к заводским настройкам».
Авторы работы использовали систему CRISPR-dCas9, содержащую модифицированный белок Cas9. Как правило, он используется для точечного разрезания ДНК в том участке, которому соответствует образец — небольшая «направляющая» молекула РНК. dCas9 также связывается с ДНК в нужном месте, однако разрезать ее не способен, позволяя не менять гены, а производить более тонкие манипуляции. Например, менять их эпигенетические настройки и регулировать активность.
Эксперименты проходили на крысах, которых «подсаживали» на спиртное в период взросления, соответствующий человеческому возрасту 10-18 лет. Как и ожидалось, в дальнейшем они проявляли повышенную тревожность и менее охотно обследовали незнакомые объекты. Если таким грызунам предлагали на выбор емкости с чистой водой, подслащенной или с добавкой спирта, то они часто тянулись к спиртному. Однако после терапии новой генетической системой работа гена Arc в их мозге нормализовалась, а следом «исправлялось» поведение. Животные уже не демонстрировали такой тревожности и тяги к алкоголю.
Ученые дополнительно подтвердили возможности манипуляции геном Arc на «полностью трезвых» крысах. У них с помощью CRISPR-dCas9 активность этого гена не стимулировали, а, наоборот, подавляли, что снова приводило к проявлению соответствующего поведения. «Наши результаты показывают, что эпигенетическое редактирование в миндалевидном теле позволяет нормализовать психопатологическое состояние во взрослом возрасте даже после подросткового злоупотребления алкоголем», — резюмировали исследователи.