Як походження X-хромосоми впливає на здоров'я мозку, з'ясували вчені

Жінки народжуються з двома X-хромосомами і успадковують по одній від кожного з батьків. Але в кожній клітині їх тіла потрібна лише одна X-хромосома, тому інша випадково інактивується. Деякі клітини використовують лише материнську X-хромосому; інші покладаються лише з батьківську X.

Дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско виявили, що коли клітини мозку самок мишей експресують тільки материнську X-хромосому, їх пам'ять та когнітивні навички погіршуються швидше, ніж у самок мишей, що експресують як материнську, так і батьківську X-хромосому.

Підписуйтеcь на наш Telegram-канал Lenta.UA - ЄДИНІ незалежні новини про події в Україні та світі

Відкриття, яке було опубліковано в журналі Nature , може пояснити відмінності у старінні мозку між статями, оскільки чоловіки успадковують лише материнську X-хромосому, а також різницю між окремими жінками.

«Ці результати підвищують ймовірність того, що деякі жінки, у яких з чистої випадковості більше виражена Х-хромосома їхньої матері, можуть мати більш виражені когнітивні порушення з віком або підвищений ризик таких захворювань, як хвороба Альцгеймера», — каже Дена Дубал, лікар медичних наук, професор неврології та завідувач кафедри старіння та нейродегенеративних захворювань імені Девіда А. Коултера у Каліфорнійському університеті у Сан-Франциско, а також старший автор нової статті.

«Зрештою, це також може допомогти нам знайти конструктивні стратегії для уповільнення старіння мозку в обох статей».

X позначає мозок

Попередні дослідження натякали на те, що Х-хромосома, якою у більшості жінок дві, а у більшості чоловіків лише одна, має життєво важливе значення для здоров'я мозку.

Мутації в Х-хромосомі часто спричиняють розумову відсталість, а жінки, що народилися тільки з однією Х-хромосомою (діагноз, відомий як синдром Тернера), можуть мати когнітивні порушення. Деякі дослідники припускають, що Х-хромосоми можуть допомогти пояснити гендерні відмінності у когнітивних здібностях, вербальній пам'яті чи ризик захворювання мозку.

"Враховуючи той факт, що Х-хромосома збагачена генами, пов'язаними з мозком, для нас стало дуже важливо дізнатися, яку роль вона може відігравати у старінні мозку", - сказала Саміра Абдулай-Сайку, доктор філософії, науковий співробітник Каліфорнійського університету в Сан- Франциско та перший автор нової роботи.

Дубал і Абдулай-Сайку особливо цікавилися, чи має значення клітин походження X-хромосоми — від мами чи тата. Вони знали, що при формуванні яйцеклітин та сперматозоїдів до певних генів на хромосомах додаються хімічні мітки.

Ці мітки різняться залежно від того, чи належить хромосома матері (яйцеклітина) чи батькові (сперматозоїд). Мітки впливають на те, які гени активуються, коли кожна хромосома використовується у клітинах.

У новому дослідженні група вчених розводила самок мишей, у яких експресувалися тільки материнські X-хромосоми, або суміш материнських і батьківських X-хромосом.

«Викривлення Х-хромосоми поширене серед людей, і, безумовно, є жінки, які ходять із набагато вищими або нижчими рівнями материнських Х-хромосом, ніж у інших, просто з чистого випадку», — сказав Дубал. "Було проведено мало досліджень можливих наслідків цього".

Вплив материнських хромосом

Дубал та Абдулай-Сайку виявили, що самки мишей з активною материнською X-хромосомою демонструють найгіршу пам'ять та здатність до навчання у міру старіння. У мозку цих мишей материнська X-хромосома прискорювала біологічне старіння в гіпокампі - області мозку, критично важливої для навчання та пам'яті.

"Ми показали, що мозок цих тварин дійсно старіє швидше, ніж мозок їхніх генетично ідентичних сестер, у яких були включені X-хромосоми як матері, так і батька", - пояснив Дубал.

Провівши детальний аналіз клітин мозку, команда спромоглася ідентифікувати певні гени, які були повністю придушені на материнських Х-хромосомах, але з батьківських.

Коли дослідники використовували технологію редагування генів CRISPR для активації пригнічених генів на материнських Х-хромосомах у самок мишей, вони стали розумнішими у старості.

"Усі ці експерименти в сукупності показали нам, що батьківське походження Х-хромосоми може впливати на здоров'я мозку", - сказав Абдулай-Сайку.

Еволюційне коріння?

Нове дослідження не спрямоване на те, щоб перевірити, чому материнська X-хромосома прискорює старіння мозку в порівнянні з батьківською X-хромосомою. Однак Дубал припустив, що гени, пригнічені на материнській хромосомі, можуть надавати перевагу більш ранньому віці.

"Можливо, цей патерн експресії генів насправді дуже корисний для розвитку мозку, але потім настає компроміс у пізнішому віці", - сказала вона.

Дюбал сподівається продовжити вивчення ролі Х-хромосоми у старінні мозку та того, чи може вона пояснити ризик виникнення захворювань мозку чи втрати пам'яті у людей.

"Х-хромосома, яку ви успадкували від матері, відключає гени, прискорює старіння і погіршує пізнавальні здібності", - сказала вона. «Чи можемо ми звернути це назад?»

Фото: pixabay.com

Важливо! Матеріал підготовлений на підставі останніх, науково перевірених та актуальних досліджень у сфері медицини. Матеріал, підготовлений журналістом «Lenta.UA», має виключно інформаційний характер і не є закликом до дії чи підстави для встановлення медичного діагнозу. Всі рішення щодо здоров'я повинні бути обов'язково узгоджені з Вашим лікарем, закликаємо обов'язково звертатися до фахівців.

Читайте також: Як і наскільки змінюється мозок жінок під час вагітності, з'ясували вчені

Читайте також: Медики назвали ласощі, які захищають від втрати когнітивних здібностей