Чувствительность к боли у нас может быть разной, но у отдельного человека она как будто меняться не должна. То есть если кто-то испытывает невыносимую боль от лёгкого укола, то ему придётся прожить с такой сверхчувствительностью всю жизнь, по возможности пользуясь обезболивающими.
Однако в действительности болевые ощущения подвержены изменениям, и перемены эти зависят — сюрприз! — от образа жизни и экологических факторов. Обнаружили это Джордана Белл (Jordana Bell) и её коллеги из Королевского колледжа Лондона (Великобритания), проанализировавшие болевую чувствительность у однояйцевых близнецов. Понятно, почему был выбран именно такой «объект исследования» — геномы однояйцевых близнецов идентичны, и все различия определяются исключительно внешними факторами, которые могут влиять на активность генов. Поскольку близнецы живут каждый своей жизнью, то и внешние факторы у них разные.
В исследовании участвовали 25 пар однояйцевых близнецов, которым грели руку, повышая температуру до тех пор, пока человек не чувствовал, что ему уже больно. Затем учёные сравнивали болевую чувствительность каждого испытуемого с его ДНК, причём интересовала их не последовательность ДНК (которая у близнецов, напомним, одинакова), а эпигенетические маркеры на ней.
Эпигенетические модификации самой ДНК или обслуживающих её упаковочных гистонов определяют активность генов. От того, прометилированы или не прометилированы нуклеотиды в гене, проацетилированы или нет гистоны, которые связаны с ним, зависит, сможет ли с ним работать молекулярный аппарат транскрипции, будет ли на нём синтезироваться РНК. Эпигенетический аппарат служит чем-то вроде антенны, которая регистрирует текущие внегенетические факторы (вроде, например, диеты или вредных привычек) и меняет в соответствии с этим активность генов.
Было проверено свыше 5 млн эпигенетических маркеров; они сравнивались как у близнецов, так и у других людей, которые ни в каких родственных отношениях с испытуемыми не состояли. Как и ожидалось, близнецы довольно сильно разнились по эпигенетическому рисунку, и, что особенно важно, эти различия касались в том числе девяти генов, имеющих отношение к болевой чувствительности.
Сильнее всего эпигенетические различия проявлялись в гене TRPA1, который служит одной из основных мишеней при разработке анальгетиков.
TRPA1 управляет активностью ионных каналов в мембранах болевых рецепторов, и именно от него зависит, какая сила воздействия будет достаточной, чтобы возбудить болевые нейроны. Активность же самого TRPA1 зависела от метилирования его промотора — регуляторной области гена, с которой связывается аппарат транскрипции.
Как пишут авторы работы в Nature Communications, увеличение степени метилирования на 10% повышало болевую чувствительность на 2% (метилирование, как известно, уменьшает активность гена). В целом по всем девяти болевым генам картина была такая же: чем выше уровень их метилирования — тем выше у человека чувствительность к боли.
Это первая работа, в которой удалось непосредственно связать болевую чувствительность с эпигенетической модификацией болевого гена. Хотя в данном случае многолетних наблюдений за переменами в болевой чувствительности не было, всё же можно с большой долей уверенности предположить, что она может меняться в течение всей жизни — поскольку, как мы сказали выше, эпигенетический аппарат тем и занимается, что меняет активность генов в соответствии с новыми условиями среды. Известно, что люди с повышенной болевой чувствительностью более склонны к развитию хронических болей без каких-либо особых патологических причин. Возможно, что их можно избавить от такой боли раз и навсегда, просто изменив рисунок эпигенетических модификаций на болевом гене.
Подготовлено по материалам Королевского колледжа Лондона. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.
