В мозге человека нейроны с хромосомными аномалиями исчезают после рождения.

Мутации часто ассоциируются с точечными дефектами в ДНК. Как известно, молекулы ДНК состоят из двух цепей, образованных последовательностями четырёх нуклеотидов – А, Т, G и С. Бывает так, что какой-то нуклеотид выпадает из последовательности, или удваивается, или меняется на другой – случается точечная мутация. Но бывает, что изменения затрагивают огромные последовательности в тысячи, десятки тысяч и даже миллион нуклеотидов. 

(Иллюстрация: Milad Fakurian / Unsplash.com) 

Например, внутри хромосомы появляется несколько копий одного и того же гена. Подобные хромосомные перестройки возникают по разным причинам. Например, один из типов клеточного деления – мейоз – предполагает, что гомологичные (парные) хромосомы обмениваются участками последовательностей; этот обмен называют кроссинговером. Бывает, что при кроссинговере что-то начинает идти не так, и в хромосоме появляется лишняя копия определённого участка. Другой вариант, когда ДНК рвётся, и для её ремонта в качестве шаблона молекулярная машина притягивает другую ДНК с теми же генами. Здесь тоже есть вероятность хромосомной мутации, если ремонт пойдёт не по плану. Наконец, есть ещё геномные мутации, когда в клетке оказываются лишние копии той или иной хромосомы, либо, наоборот, этих копий оказывается меньше, чем нужно.

И лишние копии генов, и аномалии в количестве хромосом могут спровоцировать серьёзные патологии, так что тут обычно включаются специальные механизмы, истребляющие клетки с подобными дефектами. Это происходит в том числе и в мозге: некоторое время назад было показано, что во время внутриутробного развития мышиный мозг избавляется от клеток с неправильным числом хромосом. Недавно в Nature была опубликована статья о том, что похожим образом ведёт себя и мозг человека; правда, в новой статье идёт речь не о вариациях в числе хромосом, а об удвоениях, утроениях и других подобных изменениях или, наоборот, о потерях крупных последовательностей внутри хромосом.

Исследователи анализировали ДНК в нейронах коры в образцах, взятых из мозга на разных этапах жизни, от четырнадцатой недели внутриутробного развития до девяноста лет. Оказалось, что до появления на свет около четверти нейронов несут в себе хромосомные аномалии. Однако после рождения количество таких нейронов падает в четыре раза, до 6%. Быстрее всего исчезают нейроны, у которых вариации в числе генов выражены особенно сильно. Те клетки, у которых эти аномалии присутствуют в меньшей степени, уходят из мозга более плавно. Как именно работает этот контроль качества, пока не очень ясно.

 По одной из гипотез, нейроны с хромосомными мутациями плохо встраиваются в нейронные цепи, формируют дефектные синапсы и прочее в том же духе. Неспособность таких клеток работать вместе с другими побуждает мозг избавиться от них. Вполне может быть, что многие психоневрологические заболевания развиваются в том числе потому, что контроль хромосомно-нейронного качества в развивающемся мозге сработал не так, как надо. Поэтому, как бы этот механизм ни выглядел, его стоит исследовать как можно подробнее.