В ходе своего нового исследования ученые обнаружили, что у стареющих мышей происходит активация генов на обычно неактивной Х-хромосоме в гиппокампе — области мозга, ответственной за обучение и память. Более того, когда исследователи стимулировали экспрессию одного из таких генов с помощью генной терапии, когнитивные способности мышей улучшались. Если полученные результаты удастся подтвердить у людей, это станет доказательством того, что женский мозг благодаря своей генетической особенности имеет дополнительную защиту от старения.
На протяжении многих лет ученые были уверены, что в женских клетках активна только одна из пары Х-хромосом, а вторая хромосома инактивируется на ранних этапах развития. То, какая из именно из Х-хромосом — доставшаяся девочки от матери или от отца — останется активной, определяется случайным образом, благодаря чему в организме появляется сложная мозаика из клеток разных типов. Однако новые исследования показали, что около трети генов на так называемой «молчащей» Х-хромосоме все же могут работать, причем точный процент варьирует от женщины к женщине. Тем не менее, до сих пор ученые не знали, насколько сильно экспрессия генов в неактивной Х-хромосоме меняется с возрастом.
Чтобы изучить этот процесс в мозге мышей, команда исследователей во главе с неврологом Диной Дубал из Калифорнийского университета в Сан-Франциско создала экспериментальную группу животных, в которых одна из Х-хромосом всегда оставалась активной, а вторая — инактивированной. Это позволило ученым отслеживать работу обеих хромосом в девяти типах клеток гиппокампа молодых и пожилых мышей, включая нейроны. Оказалось, что с возрастом примерно 100 генов на неактивной Х-хромосоме проявляют более высокую активность хотя бы в одном типе клеток, а один ген — Plp1 — активировался сразу в нескольких типах клеток.
Ген Plp1 кодирует белок, входящий в состав миелина — защитной оболочки нервных клеток. В том же исследовании ученые обнаружили, что аналогичный Plp1 ген у человека активнее выражен в женском мозге по сравнению с мужским. Это открытие может объяснить, почему у женщин когнитивные способности остаются стабильными в среднем дольше, чем у мужчин. «Это настоящая революция — узнать, что молчащая Х-хромосома на самом деле не спит», — отмечает Дубал.
Чтобы проверить, можно ли использовать этот эффект для улучшения когнитивных функций, ученые провели эксперимент, в ходе которого при помощи генной терапии усилили экспрессию Plp1 в гиппокампе взрослых мышей обоих полов. После этого мыши лучше справлялись с тестами на навигацию в лабиринте.
Полученные результаты согласуются с предыдущими исследованиями, которые подтверждали, что у женщин возрастные изменения в мозге происходят медленнее, чем у мужчин. Более того, у женщин часто выше результаты когнитивных тестов даже после постановки диагноза болезни Альцгеймера. При этом именно женщины составляют две трети всех пациентов с болезнью Альцгеймера. Ученым лишь предстоит выяснить, почему так происходит: Х-хромосома остается одной из самых загадочных сфер в изучении генетики старения.
Ранее ученые назвали особый тип жировой ткани, который позволяет дольше оставаться молодым и активным.
