Обычный процесс. Ученые выяснили, что для формирования мозга необходимы временные разрывы ДНК
В процессе формирования мозга молодые нейроны при перемещении к месту своего назначения намеренно подвергаются разрывам ДНК . Исследование показало, что здоровые клетки быстро восстанавливают эти повреждения, и этот процесс является нормальной частью развития мозга.
Об этом пишет издание SciTechDaily .
Ученые из Киотского университета и других научных учреждений опубликовали исследование, показавшее, что молодые нервные клетки регулярно повреждают собственную ДНК в процессе развития мозга.
Когда новые нейроны перемещаются сквозь плотные ткани к участкам, где они станут частью нервной сети, в их ДНК возникают двунитевые разрывы. Это один из самых опасных типов повреждений, поскольку без восстановления он может привести к мутациям или гибели клетки.
Исследователи воспроизвели этот процесс в лаборатории с помощью микроканалов, имитирующих узкие проходы в развивающемся мозге. Они обнаружили, что во время движения клеток возникали разрывы ДНК, однако после завершения миграции практически все повреждения исчезали. Большинство из них устранялось менее чем за 24 часа, после чего нейроны продолжали нормально функционировать.
Причиной разрывов оказался фермент топоизомераза IIβ. В норме он временно разрезает ДНК, чтобы снять механическое напряжение, а затем вновь соединяет её. При прохождении через узкие пространства этот механизм иногда задерживается, из-за чего остаются временные разрывы. Клетки устраняют их с помощью специальной системы восстановления ДНК.
По словам руководителя исследования профессора Минеко Кенгаку, развивающийся мозг приспособился эффективно переносить подобные повреждения и восстанавливаться после них. В то же время понимание пределов этой способности поможет лучше объяснить развитие различных неврологических заболеваний.
Чтобы проверить важность этого механизма, ученые создали мышей, у которых новые нейроны не могли полноценно восстанавливать ДНК из-за отсутствия одного из необходимых ферментов. Животные нормально развивались, но в молодом возрасте у них начали проявляться легкие нарушения равновесия.
Авторы также предполагают, что временные разрывы и последующее восстановление ДНК могут приводить к возникновению небольших генетических различий между отдельными нейронами. В дальнейшем это может помочь понять механизмы развития некоторых неврологических и нейродегенеративных заболеваний.