Различия в "упаковке" ДНК разных типов клеток мозга раскрыли в России

В понедельник пресс-служба "Сколтеха" (входит в группу ВЭБ.РФ) сообщила, что российские ученые выяснили, структура белковой "упаковки" ДНК у разных типов клеток мозга сильно различается, что предположительно помогает им эффективнее отключать "ненужные" гены и считывать те участки генома, которые играют важную роль в их жизни.

"Мы показали, что у нейронов "ненужные" гены сгруппированы, что предположительно позволяет надежнее их выключать белкам-репрессорам. Кроме того, на ДНК нейронов и глиальных клеток в разных местах образуются петли, причем в их основании группируются именно те гены, которые нужны клетке того или иного типа. Это предположительно упрощает белкам-активаторам задачу их одновременного включения", - пояснил исследователь из "Сколтеха" Илья Плетенев, пресс-служба вуза приводит его слова.

Специалисты пришли к такому выводу в рамках исследования, нацеленного на изучение трехмерной структуры генома в разных типах нервных клеток мозга, а также во вспомогательных его клетках. Астроциты, микроглия и прочие тельца, защищающие нейроны от внешних воздействий, очищающие их от различного клеточного "мусора" и играющие важную роль в формировании нервных окончаний, относятся к их числу.

Впервые российские исследователи изучили различия в структуре трехмерной упаковки ДНК в ядрах этих клеток, для чего они собрали образцы тканей человеческого мозга, извлеченных из верхней височной извилины. Эти пробы ученые обработали при помощи светящихся меток, которые позволили им "отсортировать" разные нейроны и вспомогательные клетки, изучить трехмерную структуру хромосом и извлечь из них ядра.

Геном во вспомогательных и нервных клетках был упакован принципиально разным образом, что показало последующее сравнение. Ученые обнаружили, в дополнение к этому, различия и в структуре белковой оболочки ДНК в возбуждающих нервных клетках и в других типах нейронов, которые значимым образом влияли на уровень активности генов внутри них. В частности, в их число вошли регионы в окрестностях генов DLX5, SOX2, GAD2, SLC32A1 и ARX, связанных со считыванием нейрохимических сигналов и их выработкой.

Подобные различия в трехмерной структуре генома и в характере его "упаковки" не являются случайными - они помогают нейронам и вспомогательным клеткам мозга эффективнее подавлять работу "ненужных" генов, а также активнее считывать жизненно важные участки ДНК, как предполагают ученые. Понять, какую роль нарушения в структуре "упаковки" ДНК играют в развитии различных психических расстройств и нейродегенеративных заболеваний, позволит дальнейшее изучение подобных различий между ними.