Институт физиологии им. И.П. Павлова
Российской Академии Наук

 

ЛАБОРАТОРИЯ ГЕНЕТИКИ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

(Зав. – д. б. н. Н.А. Дюжикова)

Лаборатория экспериментальной генетики высшей нервной деятельности была создана в 1933 году по инициативе И.П.Павлова на базе научно-опытной биологической станции (Биостанции) в Колтушах. Лабораторией руководили: до 1948 года – проф. Е. А. Ганике , с середины 50-х гг. – проф. В. К. Красуский, с 1962 г . –  проф. В. К. Федоров , с 1973 г .– проф. Н. Г. Лопатина, с 2000 г . - д.б.н. А. И. Вайдо. С 2016 года лабораторию возглавляет д.б.н. Н.А. Дюжикова.

Основное направление исследований лаборатории оставалось неизменным и заключалось в изучении влияния генетическихдетерминант и среды на формирование высшей нервной деятельности.В 70-х годах прошлого столетия начали изучать роль конкретных генов и путей их влияния на функции нервной системы и поведение. Внимание лаборатории было сосредоточено на исследовании действия гомологичных генов, контролирующих этапыкинуренинового пути обмена триптофана (КПОТ) и характеристики возбудимости нервной системы у животных разного филогенетического уровня. Для решения этой проблемы были использованы мутанты КПОТ (медоносная пчела) и селектированы линии крыс, различающиеся по порогамвозбудимости нервной системы.Исследования выявили мощный плейотропный эффект мутаций, блокирующих разные этапы КПОТ, на проявление комплекса признаков, характеризующих функциональные возможности нервной системы, ее созревание в онтогенезе, анатомические особенности, поведенческую и когнитивную активность. Показана роль рецепторов L -глутамата- одного из возможных биохимических каналов, опосредующих влияние генов КПОТ на функции нервной системы и поведение. Данные способствуют пониманию механизмов участия эндогенных метаболитов триптофана-кинуренинов в этиопатогенезенейрологических и психических заболеваний человека.

Исследования лаборатории показали, что гены, контролирующиевозбудимость периферической нервной системы (НС) однонаправленно влияют на пороги возбудимости центральных отделов НС и оказывают плейотропное действие на функционирование мозга и поведение, метаболизм нейромедиаторов, структурно-функциональные особенности нервных клеток, ионных каналов,работу разных звеньев гормональной регуляции. Совокупность этих признаков характеризуетиндивидуальные особенности нервных процессов, определяющих степень чувствительности к стрессорным воздействиям.Показана дивергенция линий крыс по цитогенетическим и молекулярным характеристикам развивающегося и зрелого мозга, параметрам предрасположенности к развитию патологических постстрессорных состояний.Селектированные линии с контрастным уровнем возбудимости нервной системы (ВП, НП- высокий и низкий порог, соответственно) представляют собой уникальную модельдля исследования стресс-зависимых тревожно-депрессивных состояний(посттравматического стрессового и компульсивного расстройств человека), для разработки методов прогнозирования их развития, дифференциальной диагностики, профилактики и медикаментозной коррекции.

В настоящее время основное внимание сосредоточено на изучении генетических и эпигенетических механизмов долговременной памяти при обучении (пчела) и действии стресса с использованием линий крыс ВП и НП. Выявлено, что долгосрочные эффекты стресса связаны с дифференциальными изменениями количества нейронов и структурно-функциональной организации хроматина в клетках разных структур мозга (префронтальная и сенсомоторная зонакоры, гиппокамп, амигдала), определяемыми эпигенетическими модификациями ДНК и гистонов (метилирование ДНК, ацетилирование, метилирование и фосфорилирование Н3 и Н4 гистонов). Процессы метилирования и фосфорилирования гистонов участвуют и в формировании долговременной памяти медоносной пчелы.

Перспективы работы лаборатории связаны с продолжением исследований молекулярно-клеточных, генетических и эпигенетических механизмов формирования как адаптивных, так и устойчивых патологических состояний мозга, формирующихся под влиянием неблагоприятных факторов среды (психоэмоциональный стресс, электромагнитные излучения) с использованием новых подходов для оценкинестабильности генома, экспрессии генов возбудимости, стрессового ответас целью разработки современных методов коррекции психопатологии и улучшения памяти.

  << Назад