Учёные уточнили, как один из генов, связанных с риском шизофрении, может влиять на развитие нервных клеток. Речь идёт о гене ZNF804A — одном из первых генов риска шизофрении, выявленных по данным геномных исследований человека. Новая работа показывает, что его активность особенно важна на раннем этапе развития корковых нейронов — клеток коры головного мозга.
Шизофрения — тяжёлое психическое расстройство, при котором могут нарушаться восприятие реальности, мышление, эмоции, мотивация и социальное функционирование. Заболевание имеет сложную природу: на риск влияют и наследственные факторы, и среда, и особенности развития мозга.
Почему одного «гена шизофрении» не существует
Крупные геномные исследования уже нашли сотни участков дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), связанных с повышенной вероятностью шизофрении. Но такая связь сама по себе не объясняет, что именно происходит в клетках мозга.
Именно этот пробел попытались сократить авторы новой работы. Они изучали не просто статистическую связь между геном и заболеванием, а то, как изменение активности ZNF804A отражается на развивающихся человеческих нейронах.
Лаура Зихлингер (Laura Sichlinger), первый автор исследования, подчеркнула, что шизофрения остаётся очень сложным расстройством с генетическими и внешними компонентами. Поэтому понимание нормальной роли генов в нейронах — важный шаг к расшифровке биологии болезни.
В каких клетках активен ZNF804A
Исследователи показали, что ZNF804A наиболее активен в ранний период развития, особенно в глутаматергических нейронах. Глутаматергические нейроны — это возбуждающие нервные клетки, которые используют глутамат как основной химический посредник для передачи сигнала.
Такие нейроны играют ключевую роль в работе коры головного мозга: они участвуют в обучении, памяти, обработке информации и формировании сложных нейронных сетей.
Этот вывод важен потому, что развитие мозга идёт по строгому расписанию. Один и тот же ген может иметь разное значение в зависимости от того, в какой клетке и в какой момент он активен.
Как учёные «выключали» ген
Чтобы понять функцию ZNF804A, исследователи снизили его активность в развивающихся глутаматергических нейронах. Для этого использовали метод редактирования генома CRISPR-Cas9 — систему, которая позволяет направленно изменять выбранный участок ДНК.
В данном случае CRISPR-Cas9 применяли не как лечение, а как лабораторный инструмент. Учёные намеренно нарушали работу гена, чтобы увидеть, какие процессы в клетке меняются после этого.
Важно: такая манипуляция не воспроизводит шизофрению полностью. Она помогает понять, какие клеточные процессы может контролировать конкретный ген риска.
Синапсы стали более возбудимыми
После снижения активности ZNF804A исследователи изучили синапсы — места контакта между нейронами, через которые клетки передают друг другу сигналы.
Оказалось, что в синапсах появлялось больше белков, связанных с передачей сигнала. Это указывало на то, что нейроны могут становиться более электрически возбудимыми, чем обычно. Когда клетки дополнительно стимулировали химически, нейроны с нарушенной активностью ZNF804A реагировали сильнее, чем нейроны без такого вмешательства.
Проще говоря, изменение работы гена сделало развивающиеся нейронные соединения более «раздражимыми» и активными.
При чём здесь производство белка
Одно из главных наблюдений работы касается локального синтеза белка. Белки — основные рабочие молекулы клетки. Инструкция для их создания считывается с матричной рибонуклеиновой кислоты (мРНК), а сами белки собираются на рибосомах — клеточных «фабриках» белка.
Нейроны имеют длинные отростки, похожие на ветви дерева. Многие синапсы расположены далеко от тела клетки, на дендритах. Дендриты — это отростки нейрона, которые принимают сигналы от других клеток.
Чтобы быстро менять работу конкретного синапса, нейрон может производить часть белков прямо рядом с этим контактом, а не доставлять их из центра клетки. Новое исследование показало: при нарушении ZNF804A в дендритах становится больше локального производства белка, а синаптических соединений — больше.
Так учёные связали два процесса, которые раньше рассматривали отдельно: регуляцию синапсов и контроль белкового синтеза.
Почему это важно для психиатрии
Дипак П. Шривастава (Deepak P. Srivastava), один из авторов работы, отметил, что генетические исследования показывают, какие варианты связаны с риском, но не объясняют, когда ген активен и в каких клетках он действует. Новая работа даёт более точную карту: раннее развитие, глутаматергические нейроны, синапсы и локальное производство белка.
Энтони К. Вернон (Anthony C. Vernon) также подчеркнул, что исследование не моделирует весь генетический риск шизофрении. Скорее, оно показывает, какие конкретные функции может контролировать ZNF804A в определённый момент развития нервной системы.
Для медицины это важно не потому, что найдено готовое лечение, а потому что появляется понятная биологическая цепочка: генетический риск — изменение работы развивающегося нейрона — изменение синаптической передачи.
Что это не означает
Исследование не говорит, что у человека с вариантом ZNF804A обязательно разовьётся шизофрения. Генетический риск — это вероятность, а не приговор.
Работа также не означает, что редактирование генов можно использовать для лечения шизофрении у взрослых. В данном случае CRISPR-Cas9 был исследовательским инструментом, а ключевые процессы, судя по данным, происходят на ранних этапах развития мозга.
Но такие результаты помогают искать будущие лекарственные мишени. Если разные гены риска сходятся на похожих процессах — например, нарушают синаптическую возбудимость или локальный синтез белка, — это может стать основой для более точных подходов к лечению отдельных групп пациентов.
Ранее также сообщалось, что генетические изменения могут связывать шизофрению с нарушением принятия решений. Новая работа дополняет эту картину: она показывает, как один из генов риска может менять формирование связей между нейронами ещё на раннем этапе развития.
Литература
Laura Sichlinger, Maximilian Hausherr, Sara Guerrisi, Lucia Dutan-Polit, George Chennell, Roland Nagy, Rugile Matuleviciute, Fatema Nasser, Szidonia Farkas, Rosemary A. Bamford, Szi Kay Leung, Rodrigo R. R. Duarte, Timothy R. Powell, Jonathan Mill, Katrin Marcus, Anthony C. Vernon, Deepak P. Srivastava. Schizophrenia risk gene ZNF804A controls ribosome localization and synaptogenesis in developing human neurons // Science Advances. — 2026. — DOI: 10.1126/sciadv.aea0755.
