Jak se změny methylace DNA během vývoje mozku ovlivňují autismus a schizofrenii

Vědci z University of Exeter vytvořili podrobnou časovou mapu chemických změn v DNA prostřednictvím vývoje a stárnutí lidského mozku a nabízejí nové poznatky o tom, jak mohou nastat podmínky, jako je autismus a schizofrenie.

Tým studoval epigenetické změny – chemické značky na naší DNA, které kontrolují, jak jsou geny zapnuty nebo vypnuto. Tyto změny jsou zásadní při regulaci exprese genů a vedení mozkových buněk, aby se správně rozvinuly a specializovaly.

Jeden důležitý mechanismus, nazývaný methylace DNA, byl zkoumán v téměř 1 000 darovaných lidských mozcích, který překlenul život od pouhých šesti týdnů po početí do 108 let. Vědci se zaměřili na kůru, oblast mozku zapojeného do funkcí na vysoké úrovni, jako je myšlení, paměť, vnímání a chování. Správný vývoj kůry během raného života je důležitý pro podporu zdravé funkce mozku po narození.

Studie, která byla dnes zveřejněna v Buněčná genomikaodhalil, že methylace DNA se před narozením dramaticky změní, což odráží aktivaci klíčových biologických drah potřebných k vytvoření kůry. Vědci také zjistili, že neurony – hlavní signalizační buňky mozku – začínají vykazovat jedinečné vzorce methylace DNA na začátku vývoje, odlišné od jiných mozkových buněk.

Důležité je, že bylo zjištěno, že geny spojené s autismem a schizofrenií podléhají zvláště dynamickým změnám methylace DNA během vývoje mozku. To naznačuje, že hrají zásadní roli během vývoje mozkové kůry a že narušení těchto procesů by mohlo přispět k těmto podmínkám.

Analýzou, jak chemické změny ve formování DNA tvarují mozek po celé lidské životnosti, jsme odhalili důležité stopy o tom, proč se mohou neurodevelopmentální stavy, jako je autismus a schizofrenie vyvinout. Naše zjištění zdůrazňují, že jejich kořeny mohou spočívat velmi brzy ve vývoji mozku. “

Alice Franklinová, první autorka studie, University of Exeter

Studie potvrzuje, že epigenetické procesy jsou nezbytné pro vytváření různých typů mozkových buněk a mohou pomoci vysvětlit, jak a proč se vyskytují vývojové rozdíly.

Profesor Jonathan Mill na University of Exeter, který řídil výzkum, dodal: „Tato práce nám dává jasnější obraz biologických procesů, které vede vývoj mozku a jak se tyto typy buněk liší. Z dlouhodobého hlediska by nám to mohlo pomoci přiblížit se k porozumění mechanismům, které podporují neurodevelopmentální podmínky.“

Studie byla financována Iniciativou pro výzkum autismu Simons Foundation Foundation, Radou pro lékařský výzkum a programem Horizon Evropské unie. Byl podporován Wellcome a NIHR Exeter Biomedical Research Center. Studie se nazývá „Dynamika methylace DNA specifické pro buněk v prenatální a postnatální lidské kůře“ a je publikována v Buněčná genomika.