Исследование показало, что фермент репарации ДНК Polβ защищает развивающийся мозг от вредных мутаций
Исследовательская группа под руководством Университета Осаки обнаружила, что фермент репарации ДНК Polβ играет ключевую роль в защите развивающегося мозга от вредных мутаций. Исследование показало, что дефицит Polβ приводит к значительному увеличению количества небольших вставок и делеций ДНК, известных как индели, вблизи участков CpG, которые являются важными регуляторными областями генов. Накопление мутаций может способствовать развитию нарушений нейроразвития.
Человеческий мозг проходит сложные процессы развития, тщательно управляемые генетическими программами. Однако на этих этапах могут возникать повреждения ДНК, которые при отсутствии надлежащего восстановления могут привести к необратимым мутациям в нервных клетках . Хотя возникновение таких мутаций было выявлено, точные механизмы их подавления оставались неясными.
Это исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences , демонстрирует, что Polβ играет ключевую роль в предотвращении определённого типа мутаций, известного как инсерционно-делеционные (инделеционные) мутации вблизи участков CpG, участков генома с высокой регуляторной активностью генов. Эти участки претерпевают динамические изменения в процессе метилирования (химической модификации ДНК) в процессе развития мозга.
Исследователи обнаружили, что Polβ восстанавливает повреждения ДНК, связанные с деметилированием в этих участках, предотвращая накопление инделей-мутаций. В отсутствие Polβ количество инделей-мутаций вблизи участков CpG увеличивалось примерно в девять раз.
Это исследование выявляет ранее неизвестную роль Polβ в сохранении целостности генома в процессе развития мозга. Это позволяет предположить, что дефицит Polβ может способствовать развитию нарушений нейроразвития, вызванных накоплением мутаций. Данное исследование предоставляет новую молекулярную основу для понимания причин нарушений развития мозга и может способствовать разработке профилактических методов в будущем.
«Наше исследование впервые в мире продемонстрировало решающую роль Polβ в предотвращении мутаций в развивающихся нервных клетках», — говорит доктор Нориюки Суго, ведущий автор исследования.
«Мы считаем, что это открытие открывает новый взгляд на причины нарушений нейроразвития и открывает многообещающие возможности для исследований в области нейронауки, онкологии и старения». Команда планирует продолжить изучение связи между дисфункцией Polβ и конкретными нарушениями нейроразвития.