Не все наши клетки несут одинаковую ДНК — Naked ScienceNaked Science
05.11.2013, 10:17
7 минут
Naked Science
44

Не все наши клетки несут одинаковую ДНК

Вопреки одной из догм биологии, нейроны нашего мозга демонстрируют большое генетическое разнообразие.   Одна из главнейших догм современной биологии гласит, что все соматические (неполовые) клетки организма имеют совершенно одинаковый геном. В разных клетках он лишь по-разному  реализуется, обеспечивая их индивидуальность и функциональность. Но оказывается, во многих случаях это – не слишком уместное упрощение.   Глубинные...

dna_nano_tech-wide

Вопреки одной из догм биологии, нейроны нашего мозга демонстрируют большое генетическое разнообразие.

 

Одна из главнейших догм современной биологии гласит, что все соматические (неполовые) клетки организма имеют совершенно одинаковый геном. В разных клетках он лишь по-разному  реализуется, обеспечивая их индивидуальность и функциональность. Но оказывается, во многих случаях это – не слишком уместное упрощение.

 

Глубинные исследования геномов нервных клеток, проведенные за последние десятилетия, показали, что они могут иметь как больше, так и меньше стандартного для человека набора хромосом. Еще шире допустимые границы «генетической индивидуальности» нейронов раздвинула недавняя работа, проделанная американскими нейробиологами во главе с Майком Макконнелом (Mike McConnell), Айрой Холлом (Ira Hall) и Фредом Гейджем (Fred Gage). «Вопреки ранее считавшемуся, генотипы нейронов мозга не строго одинаковы», – резюмирует Фред Гейдж.

 

Авторы исследования изолировали около сотни нейронов человеческого головного мозга, использовав посмертные образцы, а затем «просканировали» их геномы в поисках больших удаленных или дуплицированных фрагментов, которые ведут к вариациям числа копий генов (Copy Number Variation, CNV). В самом деле, у целых 41% нейронов обнаружилось хотя бы по одной крупной CNV, в каждом случае уникальной. Получается, что эти вариации не переданы от родителей и должны были появиться в результате хромосомных перестроек у самого организма.

 

Секвенирование генома отдельной клетки – технически довольно сложная и ювелирная процедура, поэтому, прежде, чем объявлять о неожиданном результате работы, авторы ее около года проверяли весь процесс, чтобы отбросить все возможные источники ошибок.

 

Кроме того, ученые получили другие, «искусственные» нейроны, выращенные из одной-единственной клетки кожи. Эта методика используется довольно широко: индуцируется превращение клетки в плюрипотентную стволовую, ее затем размножают до нужного количества, и из них выращивают взрослые нервные клетки. Удивительным оказалось то, что эти нейроны также демонстрировали большое количество уникальных генетических вариаций, хотя и были получены из одной клетки, и должны были нести совершенно идентичные геномы!

 

Этот эксперимент еще раз показал, что генетические вариации появляются в ходе индивидуального развития нейронов и не передаются потомству от родителей. В рамках обширных нейронных сетей, которые обеспечивают работу нашего мозга, такие различия могут иметь весьма большое влияние. Они могут быть связаны с риском развития ряда неврологических расстройств и заболеваний. А вот задача, которую выполняют эти CNV в здоровом мозге, до сих пор непонятна.

 

Возможно, они увеличивают пластичность мозга, позволяя нам быстрее и лучше адаптироваться к изменчивым условиям среды, с которыми мы сталкиваемся на протяжении жизни. Возможно –затрудняют внедрение вирусных генов и снижают риск массового поражения нервных клеток. Чтобы проверить эти гипотезы, ученые проводят эксперименты с нейронами, полученными из стволовых клеток.

 

Логично было бы предположить, что разница в ДНК приводит к тому, что различные нейроны продуцируют и уникальный состав РНК и белков. К сожалению, исследовать эти процессы на уровне индивидуальной клетки пока невозможно. «Только если и когда новые методы будут применимы к отдельным клеткам, мы сможем узнать, создают ли эти разные геномы и различные транскриптомы –комплекты полученных из ДНК молекул РНК», – говорит Макконнелл.

 

19 октября
18 минут
Александр Березин

Мы постоянно вдыхаем и поглощаем куски микропластика, поэтому предложение избавиться от их крупного источника выглядит хорошим. Увы, на деле все не так просто: попробуем показать почему.

Вчера, 20:44
5 минут
Полина Гершберг

Черви помогли определить, что протеин REST, подавляя нейронную активность, опосредованно влияет на долголетие.

Сегодня, 20:30
5 минут
Полина Гершберг

Занятия футболом на профессиональном уровне понижают риск смерти от рака и болезней сердца, но повышают вероятность развития деменции.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.