Во время формирования мозга молодые нейроны специально подвергаются разрывам ДНК, когда перемещаются на свои места. Здоровые клетки быстро восстанавливают эти повреждения, и процесс является обычной частью развития мозга.
Механизм повреждений и восстановления
Ученые из Киотского университета и других учреждений выяснили, что новые нервные клетки регулярно повреждают собственную ДНК во время развития. Когда нейроны движутся сквозь плотные ткани, в ДНК возникают двойные разрывы — один из самых опасных типов повреждений. Исследователи воспроизвели процесс в лаборатории с помощью микроканалов, имитирующих узкие проходы в мозге. Разрывы появлялись во время движения, но после миграции почти все повреждения исчезали менее чем за 24 часа. Нейроны продолжали нормально работать.
Причиной оказался фермент Topoisomerase IIβ. Он временно разрезает ДНК, чтобы снять механическое напряжение, а затем соединяет ее. В узких пространствах механизм иногда задерживается, оставляя временные разрывы. Клетки устраняют их с помощью системы восстановления ДНК.
Последствия для понимания болезней
По словам руководительницы исследования профессорки Минеко Кенгаку, развивающийся мозг приспособился эффективно переносить и ремонтировать такие повреждения. Понимание пределов этой способности поможет объяснить развитие неврологических заболеваний.
У мышей, у которых новые нейроны не могли полноценно восстанавливать ДНК, животные развивались нормально, но в молодом возрасте показывали легкие нарушения равновесия. Авторы предполагают, что временные разрывы и восстановление могут создавать небольшие генетические различия между нейронами, что поможет понять механизмы некоторых неврологических и нейродегенеративных болезней.
