Никотин сделал мышей трусливее и мозговитее

Регулярный приём никотина самками мышей изменяет оборонительное поведение их потомства, а также связи между нейронами в головном мозге детёнышей. Это выяснили исследователи из Йельского университета, секвенировав геномы грызунов и проведя ряд поведенческих тестов. Работа опубликована в журнале Nature Neuroscience.

Самок мышей на протяжении всей беременности поили либо подслащённой водой с растворённым в ней никотином (концентрация 200 микрограммов на миллилитр), либо, в качестве контроля, просто водой с подсластителем. Мышат, родившихся у таких самок, через три недели после рождения подвергали диффузионной тензорной томографии. Этот метод позволяет выявить плотность связей между различными участками головного мозга. Кроме того, для визуализации соединений между отдельными клетками использовали методы микроскопии. Поведение мышей оценивали с помощью реакции пассивного избегания, когда грызун учится уходить от воздействия электрического тока в неприятную для себя ярко освещённую часть камеры.

Наконец, последовательности ДНК в нейронах мышей вычислили с помощью высокопроизводительного секвенирования, а доступность каждого гена (фактически активность его работы) оценили по степени модификации особых белков — гистонов. Гистоны окружают ДНК и держат её в компактной форме. Степень компактизации может быть разной, но чем она выше, тем меньше шансов, что ген будет считан ферментами и образуется соответствующий гену белок. Молекула одного и того же гистона может менять форму и, соответственно, степень компактизации ДНК. Форма гистона зависит от количества и расположения метильных и ацетильных групп на нём. Эти группы атомов к гистонам присоединяют особые ферменты — метилтрансферазы и ацетилтрансферазы.

Выяснилось, что у мышей, пивших воду с растворённым в ней никотином, усилена активность гена Ash2l. Он кодирует одну из метилтрансфераз, управляющих доступностью многих генов, ответственных за передачу сигналов между нервными клетками. У "никотиновых" мышей также обнаружили повышенное количество связей между нейронами в мозге. (Много связей не всегда хорошо: лишние контакты нейронов могут повлечь за собой ненужные поведенческие реакции.) При этом, если у потомков грызунов, которые пили раствор никотина, блокировали работу гена Ash2l, число связей между их нейронами оставалось нормальным.

В реакциях пассивного избегания мышата, чьих матерей во время беременности подвергали воздействию никотина, были гораздо осторожнее, чем мыши из контрольной группы. Они практически не выходили из ярко освещённой части камеры в тёмную, где мышам, согласно инстинкту, должно быть спокойнее, но где их били током по лапкам.

Всё вместе это предполагает, что никотин оказывает сильное воздействие на поведение грызунов, а также на строение их мозга. В то же время получается, что некоторых эффектов никотина можно избежать, если "выключить" определённые гены.