Life
Мозг ещё до рождения отбраковывает нейроны с грубыми ошибками генома
Опубликовано на USB.RU:
В коре мозга плода в среднем каждый четвёртый нейрон несёт распространённые вариации числа копий ДНК, а после рождения таких клеток становится в несколько раз меньше: исследование посмертной ткани человека описывает перинатальный отбор нейронов и связывает его с генами синапсов.
Авторы секвенировали геномы одиночных нейронов из посмертной ткани мозга человека — от плодного периода до старости. Одним методом, на основе транспозазы Tn5, они исследовали 1 526 нейронов, другим, методом первичной матричной амплификации, — 831 нейрон.
В среднем 25,9% пренатальных кортикальных нейронов несли распространённые вариации числа копий, затрагивающие несколько хромосом, — от 12,7% до 46,0% в разных образцах. После рождения эта доля снижалась примерно в 4,2 раза, до около 6,2%. Второй метод дал сходную картину: доля снизилась в 4,6 раза, с 33,1% до 7,2%.
Если учитывать вариации любого размера, то в среднем 62,9% пренатальных нейронов несли хотя бы одну вариацию против 29,2% постнатальных. По объединённым данным двух методов доля нейронов с хотя бы одной вариацией снижалась с 63,9% до рождения до 30,9% в раннем постнатальном возрасте.
Совместный анализ ДНК и РНК 44 861 одиночного ядра показал, что у нейронов с высокой нагрузкой вариаций снижена экспрессия генов, важных для создания и поддержания синапсов. Часть таких нейронов одновременно показывала повышенную активность путей клеточной гибели; эта группа чаще встречалась у молодых людей и становилась реже с возрастом.
Авторы связывают исчезновение таких нейронов с конкуренцией за синаптические связи: нейроны, хуже формирующие синапсы, с меньшей вероятностью переживают перинатальный период. При этом точные механизмы, связывающие микроядра с элиминацией нейронов, ещё предстоит установить, а картина гибели клеток у человека изучена хуже, чем у модельных млекопитающих, из-за ограниченности подходящей ткани.
В выживших нейронах реже встречались вариации, затрагивающие гены, связанные с аутизмом, и постсинаптические гены: авторы трактуют это как отрицательный отбор против изменений дозировки генов, важных для развития мозга.
Авторы описывают две фазы: резкое снижение доли нейронов с распространёнными вариациями около рождения и более медленное их удаление в течение жизни. Это данные посмертной ткани человека, а не наблюдение за живым мозгом: работа описывает отбор в развивающейся коре, но не предлагает терапии и не доказывает, что сбой этого отбора вызывает нарушения развития, — этот вопрос авторы называют важным для будущих исследований.
Источник: статья в Nature