Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1187510.32607/actanaturae.11875Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleAn Analysis of Genetic Predisposition to Hereditary Catalepsy in a Mouse Model of Neuropsychiatric Disorders Using Whole-Genome Sequencing DataАнализ генетической предрасположенности к наследственной каталепсии в мышиной модели нейропсихических заболеваний с использованием полногеномных данныхAndreevaTatiana V.АндрееваТатьяна В.
Russian Federation

Department of Human Genomics and Genetics

Отдел геномики и генетики человека

an_tati@vigg.ruGusevFedor E.ГусевФедор Е.
Russian Federation

Department of Human Genomics and Genetics

Отдел геномики и генетики человека

an_tati@vigg.ruSinyakovaNadezhda A.СиняковаНадежда А.
Russian Federation

Department of Genetic Collection of Neuropathologies

Сектор генетических коллекций нейропатологий

an_tati@vigg.ruKulikovAlexander V.КуликовАлександр В.
Russian Federation

Department of Genetic Collection of Neuropathologies

Сектор генетических коллекций нейропатологий

an_tati@vigg.ruGrigorenkoAnastasia P.ГригоренкоАнастасия П.
Russian Federation

Department of Human Genomics and Genetics

Отдел геномики и генетики человека

an_tati@vigg.ruAdrianovaIrina Yu.АдриановаИрина Ю.
Russian Federation

Department of Human Genomics and Genetics

Отдел геномики и генетики человека

an_tati@vigg.ruBazovkinaDaria V.БазовкинаДарья В.
Russian Federation

Laboratory of Neurogenomics of Behavior

Лаборатория нейрогеномики поведения

an_tati@vigg.ruRogaevEvgeny I.РогаевЕвгений И.
Russian Federation

Department of Human Genomics and Genetics; Department of Psychiatry

Отдел геномики и генетики человека; Департамент психиатрии

an_tati@vigg.ruCenter for Genetics and Life Science, Sirius University of Science and TechnologyНаучный центр генетики и наук о жизни, Университет «Сириус»Vavilov Institute of General Genetics RASИнститут общей генетики имени Н.И. Вавилова РАНInstitute of Cytology and Genetics RASИнститут цитологии и генетики СО РАНUMass Chan Medical SchoolМедицинская школа Чан Массачусетского университета0305202315126301212202223012023Copyright ©; 2023, Andreeva T.V., Gusev F.E., Sinyakova N.A., Kulikov A.V., Grigorenko A.P., Adrianova I.Y., Bazovkina D.V., Rogaev E.I.Copyright ©; 2023, Андреева Т.В., Гусев Ф.Е., Синякова Н.А., Куликов А.В., Григоренко А.П., Адрианова И.Ю., Базовкина Д.В., Рогаев Е.И.2023Andreeva T.V., Gusev F.E., Sinyakova N.A., Kulikov A.V., Grigorenko A.P., Adrianova I.Y., Bazovkina D.V., Rogaev E.I.Андреева Т.В., Гусев Ф.Е., Синякова Н.А., Куликов А.В., Григоренко А.П., Адрианова И.Ю., Базовкина Д.В., Рогаев Е.И.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/11875

Catalepsy is a behavioral condition that is associated with severe psychopathologies, including schizophrenia, depression, and Parkinson’s disease. In some mouse strains, catalepsy can be induced by pinching the skin at the scruff of the neck. The main locus of hereditary catalepsy in mice has recently been linked to the 105–115 Mb fragment of mouse chromosome 13 by QTL analysis. We performed whole-genome sequencing of catalepsy-resistant and catalepsy-prone mouse strains in order to pinpoint the putative candidate genes related to hereditary catalepsy in mice. We remapped the previously described main locus for hereditary catalepsy in mice to the chromosome region 103.92–106.16 Mb. A homologous human region on chromosome 5 includes genetic and epigenetic variants associated with schizophrenia. Furthermore, we identified a missense variant in catalepsy-prone strains within the Nln gene. Nln encodes neurolysin, which degrades neurotensin, a peptide reported to induce catalepsy in mice. Our data suggest that Nln is the most probable candidate for the role of major gene of hereditary, pinch-induced catalepsy in mice and point to a shared molecular pathway between catalepsy in mice and human neuropsychiatric disorders.

Каталепсия – это особое состояние организма, сопровождающее тяжелые нейропсихические патологии, включая шизофрению, депрессивные расстройства, болезнь Паркинсона. У некоторых линий мышей каталепсия может быть вызвана зажиманием кожи загривка. Ранее методом анализа сцепления участок 105–115 млн п.н. на хромосоме 13 был определен как главный локус наследственной щипковой каталепсии у мышей. С целью поиска вероятных генов-кандидатов каталепсии мы провели полногеномное секвенирование мышей из линий, склонных и устойчивых к щипковой каталепсии. Нами установлено, что главный локус каталепсии ограничен участком 103.92–106.16 млн п.н. Гомологичный локус в геноме человека расположен на хромосоме 5 и содержит генетические и эпигенетические маркеры, ассоциированные с шизофренией. Кроме того, нами выявлен миссенс-вариант в гене Nln у мышей из линий, склонных к каталепсии. Nln кодирует фермент нейролизин, участвующий в расщеплении нейротензина – пептида, индуцирующего эпилепсию у мышей. Полученные данные указывают на Nln как на наиболее вероятный ген-кандидат, связанный со щипковой каталепсией у мышей, и на общие механизмы развития каталепсии у мышей и нейропсихических патологий у человека.

catalepsymicegenomebrainneurolysinкаталепсиямышьгеноммозгнейролизинРоссийский Научный ФондRussian Scientific Foundation19-75-30039Singerman B., Raheja R. // Ann. Clin. Psychiatry. 1994. V. 6. № 4. P. 259–266.Kolpakov V.G., Gilinsky M.A., Alekhina T.A., Barykina N.N., Nikulina E.M., Voitenko N.N., Kulikov A.V., Shtilman N.I. // Behav. Processes. 1987. V. 14. № 3. P. 319–341.Sanberg P.R., Bunsey M.D., Giordano M., Norman A.B. // Behav. Neurosci. 1988. V. 102. № 5. P. 748–759.Klemm W.R. // Prog. Neurobiol. 1989. V. 32. № 5. P. 403–422.VanderWende C., Spoerlein M.T. // Neuropharmacology. 1979. V. 18. № 7. P. 633–637.de Ryck M., Teitelbaum P. // Behav. Neurosci, 1984. V. 98. № 2. P. 243–261.de Ryck M., Teitelbaum P. // Behav. Neurosci. 1984. V. 98. № 2. P. 243–261.Ornstein K., Amir S. // J. Comp. Physiol. Psychol. 1981. V. 95. № 5. P. 827–835.Kulikov A.V., Kozlachkova E.Y., Maslova G.B., Popova N.K. // Behav. Genet. 1993. V. 23. № 4. P. 379–384.Bazovkina D.V., Kulikov A.V., Kondaurova E.M., Popova N.K. // Genetics. 2005. V. 41, № 9. P. 1222–1228.Базовкина Д.В., Куликов А.В., Кондаурова Е.М., Попова Н.К. // Генетика. 2005. Т. 41. № 9. C. 1222–1228.Kulikov A.V., Bazovkina D.V., Kondaurova E.M., Popova N.K. // Genes. Brain. Behav. 2008. V. 7. № 4. P. 506–512.Tikhonova M.A., Kulikov A.V. // Chin. J. Physiol. 2012. V. 55. № 4. P. 284–293.Kulikov A.V., Bazovkina D.V., Muazan M.P., Mormed P. // Bulletin of the Russian Academy of Sciences. 2003 V. 293. P. 134–137.Куликов А.В., Базовкина Д.В., Муазан М.П., Мормэд П. // Доклады РАН. 2003. Т. 293. С. 134–137.Kondaurova E.M., Bazovkina D.V., Kulikov A.V., Popova N.K. // Genes. Brain. Behav. 2006. V. 5. № 8. P. 596–601.Kulikov A.V., Kozlachkova E.Yu., Popova N.K. // Genetics. 1989. V. 25, № 8. P. 1402–1408.Куликов А.В., Козлачкова Е.Ю., Попова Н.К. // Генетика. 1989. Т. 25. № 8. С. 1402–1408.Kulikov A.V., Kozlachkova E.Y., Kudryavtseva N.N., Popova N.K. // Pharmacol. Biochem. Behav. 1995. V. 50. № 3. P. 431–435.Li H., Durbin R. // Bioinformatics. 2009. V. 25. № 14. P. 1754–1760.Garcia M., Juhos S., Larsson M., Olason P. I., Martin M., Eisfeldt J., DiLorenzo S., Sandgren J., Díaz De Ståhl T., Ewels P., et al. // F1000Research. 2020. V. 9. P. 63.Garcia M., Juhos S., Larsson M., Olason P.I., Martin M., Eisfeldt J., DiLorenzo S., Sandgren J., Díaz De Ståhl T., Ewels P., et al. // F1000Research. 2020. V. 9. P. 63.McKenna A., Hanna M., Banks E., Sivachenko A., Cibulskis K., Kernytsky A., Garimella K., Altshuler D., Gabriel S., Daly M., et al. // Genome Res. 2010. V. 20. № 9. P. 1297–1303.McLaren W., Gil L., Hunt S.E., Singh Riat H., Ritchie G.R.S., Thormann A., Flicek P., Cunningham F. // Genome Biol. 2016. V. 17. № 122. P. 1–14.Chen X., Schulz-Trieglaff O., Shaw R., Barnes B., Schlesinger F., Källberg M., Cox A.J., Kruglyak S., Saunders C.T. // Bioinformatics. 2016. V. 32. № 8. P. 1220–1222.Buniello A., MacArthur J.A.L., Cerezo M., Harris L.W., Hayhurst J., Malangone C., McMahon A., Morales J., Mountjoy E., Sollis E., et al. // Nucl. Acids Res. 2019. V. 47. № D1. P. 1005–1012.Girdhar K., Hoffman G.E., Bendl J., Rahman S., Dong P., Liao W., Hauberg M.E., Sloofman L., Brown L, Devillers O., et al. // Nat. Neurosci. 2022. V. 25. № 4. P. 474–483.Adzhubei I.A., Schmidt S., Peshkin L., Ramensky V.E., Gerasimova A., Bork P., Kondrashov A.S., Sunyaev S.R. // Nat. Methods. 2010. V. 7. № 4. P. 248–249.Dunn A.J., Snijders R., Hurd R.W., Kramarcy N.R. // Ann. N. Y. Acad. Sci. 1982. V. 400. № 1. P. 345–353.Snuders R., Kramarcy N.R., Hurd R.W., Nemeroff C.B., Dunn A.J. // Neuropharmacology. 1982. V. 21. № 5. P. 465–468.Bhattacharya S.K., Rao P.J.R.M., Brumleve S.J., Parmar S.S. // Pharm. Res. 1986. V. 3. № 3. P. 162–166.Dixon A.K. // Br. J. Med. Psychol. 1998. V. 71. № 4. P. 417–445.