Университет «Сириус»

Пилотный проект МАГК (математика, генетика, когнитивные науки)

О проекте

Данные, которые появились и продолжают накапливаться в мире в результате применения новых технологий геномного секвенирования, включают не только новые геномные данные, но также целый ряд дополнительной информации об отдельных индивидах, их образе жизни, сопутствующих патологиях или фенотипических особенностях, которая, с одной стороны, отражает структуру и особенности функционирование индивидуального генома, а с другой - является источником данных о механизмах регуляции генов и функций организма. Перспективным подходом для понимания молекулярных регуляторных путей, которые лежат в основе поведения и сознания, и который стал возможен только в настоящее время в связи с накоплением большого числа данных, является междисциплинарный подход, основанный на разработке и использовании новых методов статистического анализа данных, методов машинного обучения и моделирования обработки и анализа экспериментальных геномных данных, дополненных индивидуальной информацией по исследованным геномам.

В рамках предлагаемой программы для достижения поставленной цели планируется:

Исследовать связи генетических вариантов в серии генов-кандидатов и эпигенетических факторов с эндофенотипами (например, активностью альфа ритма, уровнем стресса и др.) на выборках одаренных студентов и школьников.

Провести ОМИКС исследования (геномика, транскритомика и эпигеномика) на выборках людей с разными когнитивными способностями и когнитивными нарушениями (например, мягкими когнитивными нарушениями: mild cognitive impairments (MCI)).

Выявить генетические и эпигенетические факторы, влияющие на снижение когнитивных способностей у пациентов с мягкими и тяжелыми формами когнитивных нарушений.

Изучить роль генетических и эпигенетических факторов и их взаимодействия в процессах нарушения когнитивных способностей при психопатологиях человека.

Для достижения поставленной цели будет использован комплексный междисциплинарный подход, включающий использование методов сразу нескольких научных дисциплин: генетики и геномики, математики и когнитивных наук.

Анализ данных геномного секвенирования и данных широкогеномных ассоциаций (GWAS) индивидов с различными когнитивными способностями, в том числе, в группах с крайними показателями - наиболее высокими и наиболее низкими способностями); создание и сравнительный анализ эпигенетических карт ДНК-метилирования и транскриптомов образцов тканей (кровь и мозг) у лиц с нормальными когнитивными способностями и лиц с нарушениями памяти, сознания и/или интеллекта (деменции, аутизм, шизофрения); на основе интегративных генетических и эпигенетических данных создание карты генов, влияющих на когнитивные способности, память и их нарушения; предполагается выявить потенциальные биологические маркеры и молекулярные мишени для коррекции когнитивных способностей или их патологических нарушений, например, в детстве (аутизм) или возрасте (деменции).

Руководитель

Евгений Иванович Рогаев

Евгений Иванович Рогаев

Научный руководитель Научного центра генетики и наук о жизни Научно-технологического университета «Сириус», доктор биологических наук, профессор, академик РАН, заведующий кафедрой генетики биологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, заведующий лабораторией Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН.

Актуальность проекта

Когнитивные способности являются уникальной и важнейшей характеристикой человека в современном обществе, так как, индивидуальные различия в когнитивных способностях разных людей тесно связаны со многими другими важными индивидуальными характеристиками и особенностями, включая такие, как образование, вид профессиональной деятельности, здоровье и продолжительность жизни.

Научная и практическая значимость проекта

В настоящее время уже обнаружен ряд мутантных генов ответственных за редкие формы деменций, однако до сих пор остаётся неясным общий молекулярный механизм, ведущий непосредственно к нарушению памяти или избирательной гибели нейронов в специфических отделах мозга (ответственных за формирование и хранение памяти), а также мало что известно о молекулярно-генетических факторах ответственных за индивидуальные различия в когнитивных способностях и памяти у разных людей.

Малоисследованными остаются молекулярные механизмы ответственные за формирование когнитивных способностей в норме и при патологиях.

В связи с этим поиск и исследование ключевых молекулярно-генетических факторов, ответственных за функционирование когнитивных способностей (в частности, памяти), а также связанных с её нарушениями (в том числе, в процессе развития или старения), являются приоритетными направлениями исследований в области геномики, имеющими конечной целью обеспечение здоровой жизни человека, а также разработку эффективных мер для развития и сохранения его когнитивных способностей.

Ожидаемые результаты

Выявлены гены, ответственные за когнитивные способности и их нарушения.

Выявлены факторы, влияющие на снижение когнитивные способностей у пациентов с мягкими и тяжелыми формами когнитивных нарушений.

Исследование генетических и эпигенетических факторов и их взаимодействия при сохранении и нарушении когнитивных способностей при психопатологиях.

Выявлены ранние нейрофизиологические и биологические маркеры когнитивных нарушений до их клинических проявлений.

Выявлены фармакологические мишени для лечения когнитивных нарушений.

Партнеры

Институт мозга человека имени Н. П. Бехтеревой РАН
Институт психологии РАН
Институт цитологии и генетики
Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова

Другие проекты