Новое исследование, проведённое как на мышах, так и на людях, показало, что с возрастом «спящие» Х-хромосомы могут «пробуждаться» в клетках мозга, отвечающих за обучение и память.
Как рассказала соавтор исследования, невролог Дена Дубал из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, при одинаковом биологическом возрасте мозг мужчин и женщин выглядит по-разному. У женщин наблюдается меньшее количество когнитивных нарушений, и причиной тому может быть то, что так называемая «тихая» Х-хромосома с возрастом пробуждается и помогает замедлить процессы старения мозга.
Исследование было опубликовано в Science Advances.
Что показало исследование
Х-хромосома содержит около 5 процентов генома человека, и она практически не изучена в стареющем мозге. Исправить это попробовали исследователи под руководством невролога Маргарет Гадек.
Однако некоторые избранные гены из Х-хромосомы могут избежать инактивации, и есть свидетельства того, что с возрастом всё больше Х-хромосом не сдерживаются генетическими «запретами».
Чтобы проверить эту идею, исследователи изучили клетки мозга в гиппокампе самки — области мозга, которая активно участвует в обучении, запоминании и обработке эмоций.
Это означает, что у некоторых из их потомков Х-хромосома M. castaneus всегда деактивируется, поэтому, если её генетические эффекты проявляются в клетках мозга, она считается «беглецом».
С помощью секвенирования РНК исследователи изучили ядра 40 000 клеток гиппокампа у четырёх молодых и четырёх старых самок мышей, чтобы выяснить, какая Х-хромосома активна.
Показатели, полученные с помощью X, составили 91,7% M. musculus и 8,3% M. castaneus. Поскольку предполагалось, что Х-хромосома M. castaneus должна быть неактивной, это говорит о том, что от 3 до 7% её генов каким-то образом избежали инактивации.
Чтобы выяснить, применимы ли эти результаты к человеческому мозгу, исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско изучили ранее опубликованные данные об неактивных Х-генах, которые с возрастом изменяются как минимум в одном или нескольких типах клеток мозга.
Примерно половина мишеней, связанных со старением, обнаруженных в инактивированной Х-хромосоме, при мутации приводят к умственной отсталости у человека. Это говорит о том, что в инактивированной Х-хромосоме содержатся гены, отвечающие за факторы, связанные с когнитивными способностями.
«Как и у примере с мышами, у пожилых женщин наблюдалась повышенная экспрессия PLP1 в парагиппокампе по сравнению с пожилыми мужчинами»,— объясняют авторы.
Повышение экспрессии гена PLP1 у самцов и самок мышей улучшило когнитивные способности стареющего мозга, повысив обучаемость и память в моделях на животных. Это может стать возможной мишенью для будущих методов лечения старения мозга.
«Изучение этой хромосомы исторически недостаточно представлено в науке и медицине, но оно необходимо и активно развивается»,
— заключили исследователи.
То, что активация X в целом означает для здоровья женского мозга — или для других систем организма, — в настоящее время является критически важной областью исследований.