|
Икс-хромосома матери может повлиять на ваше здоровье
|
|
|
|
Быть похожим на свою мать может вызывать восхищение, но когда дело доходит до генетики, это также может быть опасно для здоровья мозга женщины, согласно новому исследованию, которое дает новое представление об активной Х-хромосоме и ее влиянии.
|
|
|
|
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско стремились понять, как активная Х-хромосома в клетках мозга мышей влияет на их работоспособность, и в ходе нового исследования обнаружили, что клетки мозга, экспрессирующие только материнскую Х-хромосому, испытывают значительные нарушения, при этом память и когнитивные способности ухудшаются быстрее, чем у клеток, экспрессирующих хромосомы обоих родителей.
|
|
Активация хромосом
|
|
|
|
Мужчины наследуют одну Х-хромосому от матери и Y-хромосому от отца, в то время как женщины наследуют по Х-хромосоме от каждого из родителей. У женщин каждая клетка использует либо материнскую, либо отцовскую Х-хромосому, а другая становится неактивной. Поскольку мужчины наследуют только материнский X, это различие может дать важную информацию о различиях в старении мозга между полами и среди женщин.
|
|
|
|
Предыдущие исследования показали связь между Х-хромосомой и здоровьем мозга. Мутации в Х-хромосоме тесно связаны с определенными нарушениями. Женщины с синдромом Тернера — состоянием, при котором отсутствует одна Х—хромосома, - часто испытывают когнитивные проблемы. Эта зависимость от единственной Х-хромосомы может объяснить, почему мужчины подвергаются более высокому риску заболеваний мозга и когнитивных нарушений, таких как дефицит вербальной памяти.
|
|
|
|
|
|
|
“Учитывая тот факт, что Х-хромосома обогащена генами, связанными с мозгом, для нас стало очень важно знать, какую роль она может играть в старении мозга”, - сказала Самира Абдулай-Сайку, доктор философии, научный сотрудник UCSF и первый автор статьи.
|
|
Разработка исследования здоровья мозга
|
|
|
|
Абдулай-Сайку сотрудничал с ведущим автором исследования Деной Дубал, доктором медицинских наук, профессором неврологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Исследователи хотели определить, влияет ли происхождение Х-хромосомы от родителей на функционирование клеток. Во время зачатия химические маркеры определяют, происходят ли определенные гены на хромосоме от сперматозоида или яйцеклетки, помогая определить активацию генов в клетках.
|
|
|
|
“Перекос Х-хромосомы распространен среди людей, и, безусловно, есть женщины, у которых уровень материнской Х-хромосомы намного выше или ниже, чем у других, просто случайно”, - сказал Дубал. “Было проведено мало исследований о потенциальных последствиях этого”.
|
|
|
|
Команда использовала методы редактирования генов для разведения двух групп мышей для исследования. В одной группе экспрессировались только материнские Х-хромосомы, в то время как в другой активировалась смесь Х-хромосом от обоих родителей.
|
|
|
|
“Нашей самой сложной задачей было найти способ сравнить материнский X с отцовским X”, - сказал Абдулай-Сайку в ходе опроса. “Чтобы решить эту проблему, нам пришлось разработать протокол, позволяющий успешно отделить материнский X от отцовского X. Для разделения нейронов мы использовали метод, известный как сортировка клеток, активируемых флуоресценцией.
|
|
|
|
“Как только мыши достигли соответствующего возраста, мы продолжили устранять неполадки и модифицировать наш протокол, пока не смогли последовательно собирать достаточное количество неповрежденных нейронов как для РНК-анализа, так и для эпигенетических исследований”, - добавил Абдулай-Сайку.
|
|
Результаты исследования состояния мозга
|
|
|
|
У мышей, которые обладали только активными материнскими Х-хромосомами, с возрастом наблюдалось более быстрое ухудшение памяти и способности к обучению. Особенно сильно пострадал гиппокамп — область мозга, отвечающая за память и обучение.
|
|
|
|
“Мы показали, что мозг этих животных действительно старел быстрее, чем мозг их генетически идентичных сестер, у которых были включены как мамины, так и папины Х-хромосомы”, - объяснил Дубал.
|
|
|
|
При анализе клеток головного мозга команда обнаружила, что определенные гены в материнской Х-хромосоме были полностью отключены, а в отцовской - активированы. Активировав молчащие гены в материнских хромосомах с помощью технологии редактирования генов CRISPR, мыши продемонстрировали значительное улучшение своих когнитивных способностей в пожилом возрасте.
|
|
Анализируя снижение когнитивных способностей
|
|
|
|
“В совокупности все эти эксперименты показали нам, что происхождение Х-хромосомы от родителей может оказать большое влияние на здоровье мозга”, - сказал Абдулай-Сайку. “Для меня самым неожиданным открытием стало то, что родоначальник active X может очень существенным образом влиять на профиль экспрессии генов в нейронах. Это было особенно поразительно, потому что нейроны были взяты из одного и того же мозга и, следовательно, развивались в одной и той же среде.
|
|
|
|
“Это говорит о значительных эпигенетических различиях между материнской и отцовской X-хромосомами, поскольку 2 X-хромосомы имеют идентичные последовательности генов”, - добавил Абдулай-Сайку.
|
|
|
|
Хотя точные механизмы, с помощью которых материнская Х-хромосома влияет на старение мозга, остаются неясными, исследователи предполагают, что отключенные гены могут обеспечить некоторое преимущество в более раннем возрасте.
|
|
|
|
“Возможно, этот паттерн экспрессии генов на самом деле действительно полезен для развития мозга, но в дальнейшей жизни приходится идти на компромисс”, - сказал Дубал.
|
|
Выявление и лечение когнитивных нарушений
|
|
|
|
Исследователи полагают, что их результаты могут помочь улучшить качество жизни по мере того, как люди будут жить дольше, что вызывает все большую озабоченность в связи с достижениями медицинской науки.
|
|
|
|
Абдулай-Сайку подчеркнул, что исследование представляет собой раннюю попытку изучить, как происхождение Х-хромосомы влияет на снижение когнитивных функций при старении, и выявляет потенциальные факторы на Х-хромосоме, которые могут повысить устойчивость к снижению когнитивных функций, открывая новые пути для лечения когнитивных проблем, связанных со старением, и нейродегенеративных заболеваний..
|
|
|
|
“Эти результаты повышают вероятность того, что некоторые женщины, у которых по чистой случайности экспрессируется больше Х-хромосомы их матери, могут иметь более серьезные когнитивные нарушения с возрастом или повышенный риск развития таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера”, - добавил Дубал. “В конечном счете, это также может помочь нам найти конструктивные стратегии для замедления старения мозга у представителей обоих полов”.
|
|
Будущая работа по здоровью мозга
|
|
|
|
Дубал рассказала на брифинге, что команда продолжит свою работу над Х-хромосомами и мозгом, и что, по ее мнению, одним из следующих наиболее необходимых шагов будет выявление хромосомных проблем, выявленных в ходе исследования. “Х-хромосома, которую вы унаследовали от своей мамы, отключает гены, ускоряет старение и ухудшает когнитивные способности”, - сказала она. “Можем ли мы обратить это вспять?”
|
|
|
|
“Все данные в статье были сосредоточены на женщинах, участвующих в когнитивном старении”, - добавил Абдулай-Сайку. “Один из главных вопросов, который у нас возникает, связан с тем, как происхождение от родителей X влияет на половые различия в когнитивном старении, поскольку у мужчин есть только один X, который всегда является материнским X. Нам также очень интересно, как происхождение от одного из родителей влияет на уязвимость к нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезнь Альцгеймера, и отличается ли это у мужчин и женщин”.
|
|
|
|
Источник
|
