Статья была опубликована PLOS Genetics под названием «Генетика потребления кокаина и метамфетамина и предпочтения дрозофилы». Главные авторы – генетики Труди Маккей (Trudy Mackay) и Роберт Анхольт (Robert Anholt) из Центра Генетики Человека. Соавторами являются Чад Хайфилл (Chad Highfill), Брэндон Бейкер (Brandon Baker) и Стефани Стивенс (Stephenie Stevens).
В исследовании оцениваются изменения, происходящие при взаимодействии с медикаментами первично и при повторном контакте. Используются для тестов дрозофилы, обычные плодовые мухи.
Почему плодовые мухи? Как оказалось, 75% генов, вызывающих болезни у людей, аналогичны у мухи. Исследователи могут точно контролировать как генетический фон мух, так и окружающую среду, включая воздействие наркотиков. В человеческих популяциях восприимчивость к воздействию кокаина и метамфетамина варьируется в зависимости от экологических и генетических факторов, что затрудняет проведение исследований по вопросу о восприимчивости к воздействию этих наркотиков.
Маккей, признанная одним из авторитетных ученых с мировым именем в области генетики сложных признаков, является директором Центра Генетики Человека. Она также занимает должность заведующей кафедрой Семейной Генетики Человека (Self Family Endowed Chair in Human Genetics) и профессором генетики и биохимии.
Маккей давно интересуется поведенческой генетикой и разработкой дрозофилы как модели для понимания генетической основы сложного поведения. Ее лаборатория разработала генетическую справочную панель Drosophila melanogaster (DGRP), которая состоит из нескольких сотен инбредных линий. DGRP позволяет изучить генетические варианты, которые способствуют восприимчивости к различным чертам поведения.
«Главное, что они инбредны, поэтому каждая линия гомозиготна, что означает, что мы можем тестировать по существу один и тот же генотип снова и снова - почти как клоны одного и того же человека, но сами линии генетически разнообразны», - утверждает Маккей.
«Это отражает изменения, которые встречаются в природе», - добавляет Анхольт, проректор, выдающийся профессор генетики и биохимии и директор по совершенствованию инициатив в Колледже Науки (College of Science).
«Мы интересуемся определением склонности к потреблению кокаина и метамфетамина», - повествует Анхольт. «Мы хотели посмотреть, можем ли мы охарактеризовать первоначальную склонность к потреблению наркотиков и изменить ее в течение нескольких последовательных экспериментов».
Мухам давали на выбор либо раствор сахарозы, либо раствор сахарозы с кокаином или метамфетамином на протяжении трех различных исследований.
«Насколько возможна разработка анализа предпочтений, если вы посмотрите на разницу между препаратом и сахарозой?»,- спрашивает Маккей. «Это был первый вопрос: есть ли у нас генетические варианты для предпочтения? И второй вопрос: меняется ли это со временем? Ответ на оба вопроса положительный. Существует генетические варианты предпочтений, и они меняются с течением времени».
«Склонность к употреблению этих препаратов или развитие предпочтения к любому из этих препаратов очень сильно зависит от генетики человека», - утверждает Анхольт. «Мы рассмотрели 46 различных генотипов. Если бы мы посмотрели только один или два из них, мы, возможно, не увидели бы никакого развития предпочтения, потому что это происходит только в определенных участках, которые отвечают за развитие зависимости. Что, конечно, также очень важно для людей, потому что в человеческих популяциях склонность к развитию зависимости при приеме кокаина очень часта».
Исследование положило начало пониманию роли генетики в восприимчивости к употреблению наркотиков и наркомании. Результаты показывают, что существуют значительные генетические различия в потреблении и предпочтениях, а также изменения в потреблении и предпочтениях при неоднократном воздействии как кокаина, так и метамфетамина в различных условиях. Также выявлено влияние пола на предрасположенность - мужчины и женщины имеют разную склонность к употреблению наркотиков.
«Это доказательство концепции», - утверждает Маккей. «Это небольшое исследование, но оно открывает много нового. И путь этот лежит через понимание генетических и молекулярных сетей, которые могут привести к выявлению новых терапевтических целей, для которых уже могут быть одобренные FDA агонисты или антагонисты».
«В этой модели у мух мы имеем статистическую способность делать анализы, которые трудно сделать в человеческих популяциях», - повествует Анхольт. «Например, концепция генного взаимодействия чрезвычайно сложна для изучения в человеческих популяциях из-за очень низкой статистической мощности. В то время как у мух, поскольку мы имеем контроль над генетическим фоном, мы можем смотреть на взаимодействия генов, а также изучать влияние различных сред на генетическую восприимчивость к определенным признакам».
Анхольт утверждает, что за исследованиями могут последовать генно-инженерные подходы, которые могут выявить, как мухи реагируют на генетические и экологические изменения. Это может привести к идентификации генов-кандидатов, которые могут быть изучены в исследованиях человека.
Дальнейшая характеристика нескольких генов, идентифицированных в исследовании, по-видимому, включает нейроны, которые используют нейромедиатор дофамин и структуры в мозге мухи, известные как грибовидные тела. Грибовидные тела являются интегративными мозговыми центрами, которые связаны с зависимыми от опыта поведенческими модификациями. В будущих исследованиях команда изучит, в какой степени изменение морфологии грибовидного тела коррелирует с потреблением наркотиков.
Источник перевода: www.sciencedaily.com
