Почему формирующиеся нейроны повреждают свою ДНК: неожиданный механизм

Как молодые нервные клетки влияют на собственную генетику

Как сообщает НВ — Техно: 9 июля, 15:00. Ученые из Киотского университета установили, что в процессе развития мозга молодые нейроны наносят повреждения собственной ДНК. Ключевым фактором этих разрывов выступает фермент Topoisomerase IIβ. Исследование подтверждает: когда формируются новые нейроны, в их генетическом материале возникают двуцепочечные разрывы - один из самых опасных видов повреждений.

В ходе экспериментов специалисты воссоздали этот процесс с помощью микроканалов, имитирующих узкие участки мозговой ткани. Когда юные нейроны пробираются сквозь плотные структуры, Topoisomerase IIβ временно разрезает ДНК, чтобы снять механическое напряжение. Однако при движении через тесные пространства этот механизм замедляется, и временные разрывы в генетическом коде сохраняются. Примечательно, что большинство таких повреждений устраняется менее чем за сутки благодаря встроенной системе репарации ДНК.

Опыты на грызунах

Дополнительно исследователи проверили свои выводы на мышах: они вывели особей, у которых молодые нейроны не могли полноценно восстанавливать ДНК из-за отсутствия одного из ферментов. У таких мышей в раннем возрасте наблюдались легкие нарушения координации. Это указывает на то, что временные разрывы и последующее восстановление ДНК способны создавать небольшие генетические различия между нейронами.

'Развивающийся мозг научился эффективно переносить и исправлять такие повреждения.' - Минэко Кэнгаку, соавтор работы

Полученные данные открывают новые перспективы для нейробиологии и генетики. Понимание того, как именно повреждается и чинится ДНК в нервных клетках, может подтолкнуть к созданию инновационных методов лечения нейродегенеративных заболеваний или восстановления мозга после травм. Кроме того, это знание способно помочь в разработке терапий, усиливающих нейропластичность и адаптационные ресурсы мозга.

Важные открытия в области нейробиологии не ограничиваются лишь изучением повреждений ДНК. Например, недавние исследования показали, что даже под общим наркозом мозг способен распознавать речь и предугадывать слова. Это открытие подчеркивает удивительные возможности мозга в самых различных условиях. Узнайте больше о том, как функционирует мозг в таких состояниях, в нашей статье о распознавании речи под наркозом.