Клетки мозга взрослого человека сохраняют память о своем развитии

Специалисты Каролинского института разработали детальную карту регуляции генетической активности в индивидуальных клетках центральной нервной системы взрослого человека. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Neuroscience.

Команда под руководством профессора Гонсалу Каштелу-Бранку применила современные эпигеномные технологы для анализа сотен тысяч отдельных клеток из различных отделов головного и спинного мозга. Исследователи использовали одноядерное ATAC-секвенирование и метод nanoCUT&Tag для двойного гистонового профилирования. Эти подходы позволили определить, какие участки ДНК доступны для считывания и как химические модификации гистоновых белков влияют на активацию или блокировку генов.

Карта выявила неизвестный ранее участок ДНК, регулирующий работу гена Sox10. Этот ген определяет формирование олигодендроцитов — клеток, создающих миелиновую оболочку нервных волокон.

Ключевым открытием стало обнаружение эпигенетических меток на генах группы HOX в зрелых олигодендроцитах. Гены HOX активны на ранних стадиях эмбрионального развития, но неактивны во взрослых клетках. Сохранение химических модификаций на этих генах представляет собой молекулярную память о программах развития. По словам первого автора исследования Мукунда Каббе, такая память может обеспечивать быструю активацию генов при регенерации тканей, однако одновременно повышает риск злокачественного перерождения клеток.