Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Сколько мутаций мозг накапливает за жизнь?

В наших нервных клетках примерно каждые две недели случаются какие-нибудь генетические изменения, так что к концу жизни число мутаций в нейронах исчисляется сотнями и тысячами.

сколько мутаций мозг накапливает за жизнь

Мутации в наших клетках происходят постоянно. Во-первых, когда клетка делится, она удваивает свою ДНК, а те белки, которые занимаются копированием ДНК, допускают ошибки, пусть и довольно редкие. То есть один из источников мутаций связан с клеточным делением. Во-вторых, изменения в ДНК могут возникать в ходе других молекулярных процессов, в той или иной мере связанных с ДНК. Наконец, не будем забывать про различные стрессовые воздействия и внешние мутагены.

Можно ли узнать, когда появились те или иные мутации, и как они накапливались в течение жизни? Именно это попытались выяснить исследователи из больницы Майо вместе с коллегами из Йеля, с одной стороны, и исследователи из Гарварда, с другой.

И те, и другие занимались мозгом, только первые работали с мозгом зародышей, а вторые – с мозгом взрослых людей. Мозг, как известно, в отличие от эпителия или крови, почти не обновляется после рождения, хотя в нем и сохраняются небольшие очаги, где новые нервные клетки продолжают появляться в течение жизни. Поэтому группа Флоры Ваккарино (Flora M. Vaccarino) из Йельского университета оценивала динамику мутаций, возникающих преимущественно в ходе деления клеток.

Исследователи брали незрелые нейроны из мозга зародышей, погибших на разных стадиях развития. Анализ ДНК из единичных клеток показал, что зародышевые нейроны содержат в среднем от 200 до 400 генетических вариаций, рассеянных по всей ДНК. Скорость появления новых мутаций в разные периоды развития неодинакова: если на ранних этапах зародышевого развития на одну новую клетку (то есть только появившуюся в результате деления материнской клетки) появляется в среднем 1,3 мутации, то потом эта цифра возрастает до 5,1.

Очевидно, в самом начале развития механизмы, которые исправляют мутации, работают лучше. Тут есть свой смысл, поскольку те изменения, которые возникли рано, с большей вероятностью распространяться по всему органу. Со временем же, когда нейронов становится все больше, а их размножающихся предшественников все меньше, и делятся эти предшественники уже не так активно, новые мутации останутся только в ограниченном круге клеток, и ремонтные молекулярные машины исправляют их уже не так активно. Полностью анализ мутаций в развивающемся мозге зародыша опубликован в Science.

Вторая работа, посвященная накоплению генетических отклонений в мозге взрослых людей, тоже опубликована в Science. Здесь брали ДНК из нейронов мозга пятнадцати людей, умерших в возрасте от 4 месяцев до 82 лет. В результате удалось выяснить, что нейроны в среднем начинают самостоятельную жизнь с шестьюстами мутациями, к ним каждые две недели добавляется по одной, и к восьмидесяти годам среднестатистический нейрон несет в себе около 2400 мутаций.

Разумеется, на скорость мутагенеза могут влиять самые разные факторы, в том числе и другие мутации. Например, два человека, у которых брали образцы для исследований, страдали от нейродегенеративных болезней, возникших, в свою очередь, из-за мутаций в гене, контролирующем ремонт ДНК. У этих людей количество мутаций было в 2,5 раза больше, чем у прочих.

Известно, что далеко не все изменения в ДНК влекут за собой какие-то последствия, и считается, что лишь 1% мутаций действительно может как-то навредить – например, полностью отключить ген или безвозвратно испортить какой-нибудь белок. Если этот 1% перевести на возраст и число нейронов, то получится, что к 80 годам в одном из тысячи нейронов какой-нибудь ген точно не будет работать, так что стоит ли удивляться, что с возрастом когнитивные функции постепенно слабеют. Впрочем, по словам авторов работы, происхождение мутаций меняется с возрастом, и у пожилых людей они возникают преимущественно из-за окислительного стресса – иными словами, их количество наверняка можно сократить, если предпринять какие-то шаги против этого самого стресса.

Что до мутаций, которые возникают у эмбриона и сразу после рождения, то среди них могут быть и полезные, и польза их в том, что они добавляют разнообразия в генетический портрет разных нейронов, тем самым делая мозг в целом более пластичным; хотя чтобы проверить это предположение, все равно нужны дополнительные исследования.

По материалам The Scientist.

Автор: Кирилл Стасевич



Ссылка на источник

Tags: ДНК, генетика, гены, исследования, мозг, нейробиология
Subscribe

Posts from This Journal “генетика” Tag

Buy for 20 tokens
Глядя на своих детей, каждый из нас рад и спокоен, когда они здоровы, когда смеются, бегают, играют. Когда им не больно. Но есть те, кто видит боль своих детей каждый день, боится отвести глаза, чтобы не потерять своего ребенка, борется за его жизнь. Ирина и Николай Османовы просят Вас о…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments