Písové geny na chromozomu X se mohou znovu probudit ve stáří, což potenciálně poskytne stárnoucí ženské mozek podporu, kterou mužský mozek neobdrží.
Tento jev může pomoci vysvětlit, proč ženy na mnoha opatřeních vykazují ve stáří vyšší úroveň kognitivní odolnosti než muži.
Zjištění pocházejí z nové studie u laboratorních myší a vědci také podporují výsledky genetickými údaji od lidí. Další výzkum je stále zapotřebí k potvrzení, že zjištění u myší se promítají na lidi, ale celkově práce ukazuje na potenciální rozdíl v tom, jak ženské a mužské mozky stárnou.
Historicky: „Jednoduše jsme se na X Chrom (Osome) příliš nedívali,“ řekl Rachel BuckleyDocent neurologie na Harvardské lékařské fakultě, který se do nové studie nezúčastnil. „A teď začínáme opravdu svítit velmi, velmi velký reflektor a začínáme si uvědomovat věci, které jsme plně neuznávali“ – jmenovitě jak sex chromozomy může ovlivnit, jak mozek stárne.
„Existují velmi důležité a potenciálně terapeutické cíle, které vycházejí z těchto článků,“ které se zaměřují na chromozom X, řekl Buckley Live Science.
Související: Existuje opravdu rozdíl mezi mozkem mužského a ženského mozku? Rozvíjející se věda odhaluje odpověď.
Odolnost ženského mozku
Zdá se, že existují základní rozdíly v tom, jak muži a ženy stárnou. Pokud jde o mozek, ženy mají nižší míru různé formy demence než muži, i když Samice žijí délev průměru. Výjimkou je, že ženy mají vyšší sazby Alzheimerova choroba než muži, i když Ženy s Alzheimerovou mají tendenci přežít déle než muži s podmínkou.
„Bylo mnoho zdokumentovaných trendů, kde je v ženských populacích odolnost ve srovnání s muži,“ řekl první autor studie Margaret GadekStudent MD-PHD na Kalifornské univerzitě v San Franciscu. „Existuje mnoho důvodů, proč by tyto trendy mohly být zavedeny, ale jedna věc, na kterou jsme se chtěli podívat, byla role chromozomu X,“ řekl Gadek Live Science.
Spolu s hormony jsou pohlavní chromozomy – X a Y – jedním z nejkrásnějších biologických rozdílů mezi muži a ženami a mohly by pomoci poskytnout biologická vysvětlení, proč se tyto rozdíly objevují ve stárnutí.
Samci obvykle nesou jeden x a jeden y v každé buňce; Zdědí X od své matky a y od svého otce. Na druhé straně ženy obvykle nesou dva x chromozomy – Jeden od mámy a jednoho od táty. Ale každá buňka potřebuje, aby byla aktivní pouze jeden x, takže u žen je druhý x „umlčen“ a ponechává pouze zapnutou mateřskou nebo otcovskou x.
Nejedná se o bezproblémový proces. Některé geny na umlčeném chromozomu X unikají tomuto procesu umlčení, a tak zůstat zapnutýzatímco Další geny se mohou zapnout jako člověk stárne. Gadek a její kolegové přemýšleli, jak by se tyto „znovu probuzené“ geny mohly zohlednit do stárnutí mozku, zejména vzhledem k tomu, že toto umlčení je jedinečně ženský jev.
Téměř dva tucet „znovu probuzených“ genů
Ve své nové studii, zveřejněno 5. března v časopise Pokroky vědyVědci překročili dva poddruhy laboratorních myší – volané Homo sapiens a Mus Castaneus – takže každý z potomků hlodavců by zdědil jeden x od bývalých poddruhů a jeden z druhého. Tým také geneticky vylepšil myši tak, že X z M. Castaneus byl vždy umlčen. Normálně je X, který je v každé buňce umlčen, náhodný.
Toto experimentální nastavení usnadnilo zjištění, do kterého chromozomu aktivní gen patřil, a proto, zda „unikl“ procesu umlčení, vysvětlil Gadek.
S jejich modifikovanými myší v ruce tým poté prozkoumal genovou aktivitu u čtyř mladých myší a čtyř starých myší, z nichž poslední bylo 20 měsíců. (To je asi 65 let v lidských letech.)
Konkrétně se přiblížili k genové aktivitě v buňkách HippocampusKlíčové paměťové centrum v mozku, které má tendenci se zmenšovat s normálním stárnutím a kognitivním poklesem a je silně ovlivněno demencí. Celkem se podívali na více než 40 000 buněk, včetně neuronů a různých typů gliových buněk, které pomáhají udržovat a podporovat neurony v mozku a také vytvářejí izolační látku nazývanou myelin.
Tato analýza odhalila, že s věkem se asi 22 genů, které byly původně umlčeny, zapnulo zpět. Některé ze stejných genů byly znovu probuzeny na mnoha myších, zatímco jiné byly variabilnější, dodal Gadek.
„Byl jsem opravdu šokován, když jsem viděl, že bychom mohli myslet na úniku inaktivace související s X, jako je funkce věku,“ řekl Buckley. „Takže jak ženy stárnou, bude toho více“-což znamená genovou aktivitu vázanou na X-„a ve skutečnosti jsou některé z nich docela ochranné,“ dodala.
Význam izolace v mozku
Mezi 22 reagovanými geny, jeden volal PLP1 Vyskočil jako zajímavý, částečně proto, že byl zapnut u sedmi ze devíti studovaných typů buněk, řekl Gadek.
PLP1 nese pokyny k vytvoření klíčové součásti myelinu, mastné izolace, která pomáhá neuronů efektivně vysílat signály. Je známo, že mutace v PLP1 mohou snížit množství myelinu v mozku, což má za následek intelektuální postižení. Je také známo, že myelin může být ohrožen stárnutím A tato ztráta funkce myelinu může přispět k kognitivnímu poklesu.
Abychom zjistili, zda by se pro probuzení PLP1 mohlo posílit poznání, vědci provedli několik experimentů s mužskými a samici myší. V jednom potvrdili, že starší samice myší měly více aktivity PLP1 ve svých hippocampech než starší mužské myši. Ve druhém experimentu vědci uměle zvětšili PLP1 pomocí Editace genů U starých mužů i starých žen a zjistili, že obě pohlaví fungovaly lépe při zkouškách učení a paměti po tomto posílení.
Abychom zjistili, zda se některá z těchto zjištění rozšířila na lidi, tým se zabýval dříve shromážděnými pro velkou studii lidské mozkové tkáně. Data nebyla k dispozici pro hippocampus, ale mozková tkáň bezprostředně obklopující hippocampus vykazovala více aktivace PLP1 u starších žen než u starších mužů. Takže naznačuje, že stejný jev může u lidí rozvinout.
Gadek uvedla, že v budoucnu by měla zájem podívat se na tento znovu probuzený gen ve zvířecích modelech nemocí, jako je demence, protože současné experimenty myši se zaměřily pouze na zdravé stárnutí. Buckley dodal, že by bylo také zajímavé prozkoumat tento jev v kontextu menopauzy.
Související: Rychlejší stárnutí mozku svázané s x chromozomem zděděným od mámy
V menopauze se hladiny estrogenu klesají. Hormon má v mozku mnoho funkcí, včetně pomoci paliva kyvadlové dole z krve do mozkových buněk. Buckley poukázal na výzkum vedený neurovědcem Roberta Brinton Arizonské univerzity, což naznačuje, že s poklesem hladiny estrogenu může mozek rozdělit část svého vlastního myelinu na palivo.
Při čtení nové studie Buckley spojil tečky a přemýšlel, zda by podpora v myelinu v pozdějším životě mohla být způsob, jak se zotavit z hitu, který byl přijat dříve, během menopauzy. „To je něco, co mě opravdu přimělo sedět a všimnout si,“ řekla, i když tato myšlenka je prozatím spekulativní.
Vzhledem k současné studii byla primárně u myší, Buckley si všiml, že k vidění, jak se tento jev v lidském mozku odehrává, je zapotřebí více práce. A v dlouhodobém horizontu by vědci šlo studovat roli chromozomu Y při stárnutí mozku; Ačkoli to nese mnohem méně genů než X, může to mít dopad, poznamenala.
„Jedna věc, kterou tento článek zdůrazňuje, je, že studium sexuálních chromozomů není zdravotním zdravotním výklenkem,“ řekl Gadek. „Poskytuje vhled do kognitivního stárnutí a jistě další oblasti zdraví, které by mohly prospět mužům a ženám a všem, protože všichni máme chromozom X.“
