Мозг новорождённого избавляется от нейронов с «поломками» в геноме
К моменту рождения человека в его развивающемся мозге происходит масштабная «уборка»: из него уходит огромное число нейронов со множеством мутаций. Это показало исследование, авторы которого изучили геномы более 2300 отдельных нервных клеток коры головного мозга. Результаты научной работы помогут лучше понять природу аутизма, эпилепсии и других неврологических состояний, которые часто проявляются ещё в детстве.
Команда американских и японских учёных изучила биоматериал скончавшихся людей разного возраста: от плодов на 14-й неделе развития до пожилых старше 90 лет. Исследователей интересовала так называемая вариация числа копий — ситуация, когда клетка теряет или приобретает фрагменты хромосом. Оказалось, что более четверти нейронов плода несут подобные изменения, тогда как у младенцев после рождения их доля составляет лишь около 6 %: она сокращается более чем вчетверо. Это позволяет предположить, что «дефектные» клетки удаляются именно в период развития.
Результат выглядел настолько неправдоподобно, что авторы несколько лет перепроверяли его. Но повторный анализ другим методом секвенирования одиночных клеток дал сходную картину. По мнению специалистов, выживают прежде всего нейроны с наиболее сохранным геномом. Как мозг распознаёт неполноценные клетки, пока неясно. Одна из подсказок кроется в том, что у нейронов с множественными вариациями нарушена работа генов, отвечающих за образование синапсов — контактов между нервными клетками. Не исключено, что организм избавляется от плохо встроенных в сеть нейронов, даже если их геном в порядке. Ранее опыты на мышах показали, что на ранних этапах развития мозг грызуна уничтожает немало нервных клеток, запуская молекулярную программу их гибели. Таким образом, у головного органа, по всей видимости, есть собственная система контроля качества, которая работает ещё до появления человека на свет.
Подобный механизм способен регулировать как число, так и качество нейронов, а его сбой может привести либо к нехватке клеток, либо к накоплению тех, что не выполняют свои функции. Это, в свою очередь, отразится на формировании нейронных связей. Авторы намерены искать связь процесса с нейроразвитийными особенностями, прежде всего с расстройствами аутистического спектра. Следующим этапом может стать изучение других типов нейронов, например дофаминергических клеток, важных для развития болезни Паркинсона.
