09.09.2014

Умные гены для гениев

Впервые на большой выборке ученые нашли генетические вариации, связанные со школьной успеваемостью, а из них выбрали те, которые действительно влияют на интеллект. Возможно, все это можно будет использовать для прогноза способностей человека.

Интеллект зависит от генов — этот факт убедительно доказывают исследования на близнецах и сравнение интеллектуальных способностей членов одной семьи.

Но в мозгу работает чрезвычайно много генов, и оценить вклад каждого из них в наш IQ (коэффициент интеллекта) практически невозможно.

Не случайно большинство открытий в области генетики обучения и мышления сделано на животных.

Однако, судя по статье в последнем выпуске журнала PNAS, ученые пытаются решать эту задачу и на человеке. Большой международный консорциум опубликовал результаты невиданного ранее по масштабам исследования по поиску «генов интеллекта». Координировали работу голландские нейрофизиологи из медицинского центра Университета Эразма Роттердамского.

Чтобы решить поставленную задачу, ученые разработали специальный двухшаговый метод. Сначала они провели исследование под названием «Полногеномный поиск ассоциаций» (GWAS). Этот метод широко используется при поиске генов каких-то заболеваний. Строго говоря, речь идет не о генах, а о генетических вариациях, заменах нуклеотидов в различных участках генома (это то, что называют однонуклеотидным полиморфизмом (SNP) или точечными мутациями). На сегодня ученые располагают огромной базой данных таких генетических вариаций. Их сравнивают по всему геному у больных и здоровых либо у людей с разными признаками. В данном случае сравнивали людей с разными интеллектуальными способностями.

Но на первом этапе генетики решили взять более простой показатель — успехи в образовании, а чтобы было еще проще, ограничились школьной успеваемостью. Такие данные можно получить для большого количества людей (в базе данных Education Sample), что и позволило включить в исследование очень большую выборку — 106 736 человек. По этой базе они нашли 69 генетических вариаций, ассоциированных со школьной успеваемостью.

Иными словами, в данных участках какие-то замены нуклеотидов в ДНК были связаны с лучшими успехами в школе.

Таким образом, сначала генетики нашли 69 кандидатных участков в геноме, среди которых можно было копать дальше. На втором этапе из них нужно было отобрать те, которые связаны не только со школьной успеваемостью, но и с выполнением интеллектуальных задач. Этот этап ученые провели на другой выборке — из 24 189 человек, и из 69 нашли 3 изменчивых участка (rs1487441, rs7923609, rs2721173), строение которых было связано с тем, как люди справлялись с решением задач на интеллект (база Cognitive Performance Sample). Ученые оценили каждую вариацию индивидуально, при этом учитывали фактор пола и возраста.

В проекте проведено еще одно независимое исследование на 8652 американцах разных возрастов. В нем авторы просканировали влияние 69 «образовательных» генетических вариаций и нашли, что они также коррелируют с хорошей памятью.

Суммарно они также дают человеку защитный эффект от развития возрастного слабоумия — деменции.

Наконец, за дело взялись биоинформатики, которые стали искать, какие гены имеются в найденных изменчивых участках и как эти гены связаны с обучением и памятью. Из 69 генетических вариаций они взяли 14. Из них два пришлось на «генетическую пустыню» (там не было никаких генов), а среди остальных ученые обратили внимание на четыре наиболее перспективных гена — KNCMA1, NRXN1, POU2F3 и SCRT. Все они участвуют в нейромедиаторных механизмах обучения и памяти, а конкретно вовлечены в круговорот нейромедиатора глутамата.

Это важнейший посредник передачи нервного сигнала в синапсах — контактах между нейронами. Гены управляют пластичностью этих синапсов, без которых невозможны обучение и память.

Связь генов и интеллекта у человека впервые была изучена на такой большой выборке. Ученые получили результаты в виде небольшого числа генетических вариаций и конкретных генов, которые явно влияют на интеллектуальные способности человека. Конечно, они не заявляют о том, что «гены интеллекта» найдены, это слишком сложная материя для таких заявлений.

Но можно ожидать, что найденные гены будут иметь предсказательную силу, и тогда можно будет реально, по генетическому анализу определить интеллектуальный потенциал человека. Впрочем, это уже предмет отдельной работы.

Надежда Маркина

Источники:

1. gazeta.ru