В половых хромосомах на Х-хромосоме есть гены, влияющие на развитие мозга. Y-хромосома наследуется только от мужчины к мужчине. Женские Х-хромосомы приходят к сыновьям от матери, а к дочерям от матери и отца – их можно обозначить как Хо (отцовский) и Хм (материнский). Да, отцу его «икс» достался от матери, но его мать (то есть бабушка) опять же могла передать ему «икс» либо от своего отца (то есть прадедушки), либо от своей матери (прабабушки). Если взять любой «икс» и выписать в индексах его путешествие по разным поколениям, то последовательность там может быть какая угодно.
Однако когда две икс-хромосомы встречаются в одной клетке, а это норма для женщин, одна из них должна быть отключена. Для генов важна правильная дозировка активности, и если в клетке будут работать гены с обеих икс-хромосом, это закончится очень плохо. Как можно понять, в мужском организме такой проблемы нет, там и так только один «икс», а на «игреке» гены другие. О том, чтобы один «икс» замолчал, должны заботиться женские клетки. И у них есть особый молекулярный аппарат, который отключает один из «иксов». При этом клетка случайным образом выбирает, какую Х-хромосому отключить.
Этот вопрос исследовали сотрудники Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Они открыли миру, что якобы материнский «икс» ускоряет старение мозга у самок.
Эксперимент выглядел так: у мышей везде работала только материнская Х-хромосома. На метаболизме глюкозы, работе сердца, состоянии костей и т. д. это никак не сказывалось. Отличия обнаружились, когда у мышей стали проверять способность ориентироваться в пространстве и запоминать выход из лабиринта. Молодые мыши с работающим иксом выполняли когнитивные тесты более-менее так же, как обычные мыши. А вот старые мыши, у которых работала только материнская Х-хромосома, якобы проходили тесты хуже – они быстрее забывали путь в лабиринте, даже если прошли его совсем недавно, и плохо ориентировались в обстановке, в которой жили.
Подобные проблемы вообще часто возникают с возрастом, так что у исследователей возникло предположение, что доминирующий «икс» ускоряет старение – во всяком случае, в гиппокампе, который служит центром памяти и помогает ориентироваться на местности.
В статье в Nature исследователи пишут, что отцовский «икс» и материнский «икс» нейронов гиппокампа, даже будучи рабочими, всё равно отличаются активностью генов. Если у обычной мыши взять нейрон, в котором молчит Хм, а работает Хо, то на этом Хо активны будут девять определённых генов. Если у той же мыши взять другой, соседний нейрон, где Хо в целом отключён, а работает Хм, то картина окажется другой: те девять генов на Хм будут неактивны, а вместо них активничать будут два других гена. Иными словами, хромосома может быть рабочей, но активность генов на ней всё равно зависит от того, от какого родителя она пришла. Если у мыши везде будут работать только материнские «иксы», то клеткам придётся удовлетвориться активностью только тех двух генов, которые работают на материнской Х-хромосоме. Но если искусственным образом на материнском рабочем «иксе» разбудить хотя бы три из тех девяти генов, которые обычно работают на «иксе» отцовском, то когнитивные способности у старых мышей заметно улучшатся. Они улучшатся даже несмотря на то, что метод, которым будили эти гены, срабатывает не на всех нейронах. Разбуженные гены влияют на другие гены, связанные с энергетическим обменом в митохондриях, и тут можно увидеть ещё один аргумент в пользу того что когнитивные возрастные проблемы – во всяком случае, отчасти – связаны с тем, что мозг не получает достаточно энергии.
Возникает вопрос, что будет, если оставить работающей только отцовскую Х-хромосому, и почему вообще исследователи взялись изучать подобные аномалии. Дело в том, что похожие «эксперименты» время от времени ставит сама природа: при синдроме Шерешевского – Тёрнера женщина рождается только с одной Х-хромосомой (там могут быть некоторые варианты, связанные с аномалиями в структуре хромосом, но они нам сейчас не важны). Среди разных других симптомов у женщин с этим синдромом есть определённые нейрокогнитивные особенности. Но ведь единственный «икс» тут может быть как отцовским, так и материнским. К концу ХХ века было замечено, что у женщин с единственным материнским «иксом» некоторые нейрокогнитивные аномалии выражены сильнее, чем у женщин с «иксом» отцовским. Однако кроме явной хромосомной аномалии могут быть и другие ситуации – выбирая, какую хромосому отключить, клетки по какой-то причине могут отдавать предпочтение отцовскому или только материнскому «иксу». В результате у человека могут проявиться те или иные психоневрологические особенности, вплоть до патологических. Но чтобы изучать это у людей, нужно собрать массу материала, включая данные о генетической активности в отдельных клетках мозга.
Ну и “открытие” сделали сотрудники Калифорнийского университета в Сан-Франциско: у матери Хм работала нормально, а у дочери плохо… В общем такие “открытия” обычны, для как бы учёных. Чтобы осмыслить эксперимент, видимо надо понимать, что гены Хм хорошо работают в комплексе с генам какой-то другой хромосомы или нескольких хромосом, и когда в клетках хромосомы получаются не очень комплементарны, деменция наступает быстрее, как у мужчин, так и у женщин. Вообще-то мужчин с проблемами мозговой деятельности, в том числе с ранней деменцией, гораздо больше, чем женщин, да и умирают большинство мужчин раньше чем женщины. И ещё, ведь мужчина всегда получающий только одну случайную Хм, неизвестно насколько комплиментарную другим хромосомам, это полный аналог женского синдрома Шерешевского – Тёрнера.