Ученые из Университета Мигеля Эрнандеса (Испания) в составе научного коллектива обнаружили, что белок Cux2 способен изменять паттерны формирования складок коры головного мозга. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances (SciAdv).
Ученые объяснили, что существуют тысячи генов, которые экспрессируются в коре головного мозга эмбриона во время его развития. Тем не менее, их активность наблюдается не во всех областях мозга и не происходит одновременно. Растущие благодаря особым генным паттернам участки мозговой коры выпячиваются, образовывая выпуклости, а области с приглушенной экспрессией генов остаются «плоскими». Так формируются извилины и борозды.
В ходе экспериментов на мышах ученые установили, что эпигенетический ландшафт клеток коры головного мозга определяется специфическими эпигенетическими метками (молекулярными инструментами, позволяющими надолго изменить активность генов) и активностью белка Cux2.
Ученые сосредоточились на эпигенетической метке H3K27ac. Принято считать, что этот индикатор с наибольшей точностью предсказывает экспрессию генов. Исследователи обнаружили, что во многих участках мозга, где присутствовал H3K27ac, экспрессии генов не происходило. Также ученые зафиксировали противоположные случаи, когда гены в мозге экспрессировались без присутствия эпигенетической метки.
Дальнейшие исследования показали, что изменить установленный изначально паттерн складчатости может белок Cux2. Он участвует в дифференцировке нейронов, росте дендритов (нейронных отростков) и формировании нейронных цепей в целом. Именно Cux2 является основным фактором трансформации эпигенетического ландшафта для внесения изменений, которые приводят к экспрессии тысяч генов, выполняющих различные задачи.
Ученые отметили, что складчатость — это характеристика человеческого мозга, которая при дефектах способствует развитию интеллектуальных нарушений. Исследователи надеются, что их открытие в дальнейшем станет основой для разработки методов влияния на формирование извилин. Такие инструменты можно будет использовать для предотвращения когнитивных и интеллектуальных патологий.
Ранее были названы вещества, дефицит которых приводит к снижению когнитивных способностей.