Накопление дополнительных копий генома может защищать клетки мозга мух при старении

Ученые обнаружили новый защитный механизм против старения в клетках мозга взрослых плодовых мушек: производство дополнительных копий генома. Об этом сообщает новое исследование, опубликованное в eLife.

Результаты могут помочь объяснить, как мозг, который редко производит новые клетки, справляется с накоплением клеточных повреждений со временем и предотвращает избыточную потерю клеток при старении. Они также могут помочь ответить на вопросы о возрастных заболеваниях мозга человека.

Большинство клеток имеют по две копии каждой хромосомы (от каждого родителя), что дает клетке два полных набора ДНК — геном. Однако некоторые клетки накапливают дополнительные копии хромосом, и причины этого до конца не ясны. Некоторые ученые предполагали, что избыток хромосом может приводить к возрастным болезням мозга.

Мозг плодовой мушки Drosophila melanogaster — идеальная модель для изучения возрастных изменений, так как у мухи относительно короткая продолжительность жизни, клетки ее мозга редко делятся, а для манипуляций с генетикой есть отличные инструменты.

В исследовании ученые обнаружили, что некоторые клетки мозга взрослых мух накапливают дополнительные копии генома, особенно в зрительных отделах мозга — области, где с возрастом наблюдается больше повреждений ДНК.

Далее клетки мозга подвергли окислительному стрессу или ультрафиолетовому излучению, которые повреждают ДНК и могут вызвать гибель клеток. Воздействие увеличило производство дополнительных копий хромосом в клетках, и эти клетки с меньшей вероятностью погибали от повреждений. Эти данные позволяют предположить, что клетки с дополнительными копиями генома более устойчивы к гибели и могут играть полезную или защитную роль в стареющем мозге.

Предыдущие исследования показали, что у пациентов на ранних стадиях болезни Альцгеймера в клетках мозга больше дополнительных хромосом, чем у здоровых людей того же возраста. Это заставило ученых задаться вопросом, ведет ли накопление лишних хромосом к гибели клеток мозга и заболеванию.

Данное исследование предполагает, что производство дополнительных копий хромосом может быть нормальной реакцией на накопление возрастных повреждений у мух и даже помогать защищаться от гибели клеток. Теперь необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, верно ли это и для человека.