Международная группа биологов впервые подробно описала генетический механизм, который может объяснять, почему одни люди проявляют повышенную чувствительность к алкоголю, а другие — наоборот, склонны к злоупотреблению.
Речь идет о гене chrna3, входящем в кластер CHRNA5–A3–B4, который ранее неоднократно связывали с зависимостью от никотина и алкоголя, но без прямых доказательств его функциональной роли.
Почему ген составлял научную проблему
В экспериментах на млекопитающих ученые сталкивались с серьезным барьером: полное «отключение» chrna3 приводило к гибели эмбриона. Это исключало возможность изучать поведение взрослой особи с такой мутацией, а значит — невозможно было понять, как ген влияет на реакцию организма на спиртное.
Исследователи из Национального университета Сингапура нашли обходной путь. В качестве модели они использовали рыбок данио рерио — их ген chrna3 выполняет сходные функции, но его выключение не приводит к летальному исходу. Такая особенность позволила наблюдать за поведением взрослых животных и оценить влияние гена на реакцию на алкоголь.
Как проходил эксперимент
С помощью CRISPR-Cas9 ученые создали линию данио с неработающим геном chrna3. Затем всех рыбок помещали в специальную среду, где они могли свободно выбирать между двумя зонами:
- область, куда автоматически подавался слабый или сильный раствор алкоголя;
- контрольная зона только с водой.
Такой подход позволил оценить естественное поведение особей — стремятся ли они к алкоголю, и меняется ли их реакция при росте концентрации этанола.
Что показали результаты
Рыбки с нормальным геном chrna3 вели себя так же, как и большинство животных с сохраненной системой вознаграждения:
- при низкой концентрации спирта проявляли интерес и чаще заходили в «алкогольную» область;
- при высоких дозах переходили к избеганию, демонстрируя естественный механизм отвращения.
У мутантных рыбок картина была иной. Генетическая модификация полностью изменила их реакцию:
- интерес к алкоголю сохранялся даже при высоких концентрациях,
- переключение на избегание не происходило,
- механизм формирования отвращения был заметно нарушен.
По сути, рыбки продолжали подвергать себя действию высоких доз этанола, игнорируя потенциально вредные эффекты.
Учёные также заметили:
- данио с выключенным chrna3 почти не реагировали на седативное действие алкоголя и продолжали активно плавать при дозах, которые «успокаивали» обычных рыбок;
- анализ мозга выявил масштабную перестройку — изменился уровень работы более 1600 генов, включая рецепторы ГАМК и глутамата, которые участвуют в регуляции возбуждения и торможения в нервной системе.
Значение для исследований зависимости
Полученные данные дают основания предполагать, что вариации гена CHRNA3 у людей также могут влиять на:
- чувствительность к алкоголю,
- склонность к злоупотреблению,
- способность организма формировать «сигнал отвращения» при опасных дозах.
Если эта связь подтвердится в клинических исследованиях, это может стать фундаментом для новых подходов к профилактике и терапии алкогольной зависимости.