חוקרים מאוניברסיטת אקסטר יצרו מפה זמנית מפורטת של שינויים כימיים ב- DNA באמצעות התפתחות והזדקנות המוח האנושי, ומציעים תובנות חדשות כיצד עשויים להתעורר תנאים כמו אוטיזם וסכיזופרניה.
הצוות חקר שינויים אפיגנטיים – תגיות כימיות ב- DNA שלנו השולטות כיצד מופעלים או כיבוי גנים. שינויים אלה הם מכריעים בוויסות הביטוי של גנים, ומנחים את תאי המוח להתפתח ולהתמחות נכון.
מנגנון חשוב אחד, שנקרא מתילציה של DNA, נבדק בכמעט 1,000 מוח אנושי שנתרם, והשתרע על החיים מששה שבועות בלבד לאחר ההתעברות עד גיל 108. החוקרים התמקדו בקליפת המוח, אזור במוח המעורב בתפקודים ברמה גבוהה כמו מחשבה, זיכרון, תפיסה והתנהגות. התפתחות נכונה של קליפת המוח במהלך החיים המוקדמים חשובה לתמיכה בתפקוד מוחי בריא לאחר הלידה.
המחקר, שפורסם היום ב גנומיקה של תאיםחשף כי מתילציה של DNA משתנה באופן דרמטי לפני הלידה, ומשקפת את הפעלת מסלולי ביולוגיות מרכזיים הדרושים לבניית קליפת המוח. החוקרים גילו גם כי נוירונים – תאי האיתות העיקריים של המוח – מתחילים להציג דפוסים ייחודיים של מתילציה של DNA בשלב מוקדם של ההתפתחות, השונים מתאי מוח אחרים.
חשוב לציין כי גנים הקשורים לאוטיזם וסכיזופרניה נמצאו שהם עוברים שינויים מתילציה DNA דינאמיים במיוחד במהלך התפתחות המוח. זה מרמז שהם ממלאים תפקיד חיוני במהלך התפתחות קליפת המוח, וכי שיבושים בתהליכים אלה עשויים לתרום לתנאים אלה.
על ידי ניתוח כיצד שינויים כימיים ב- DNA מעצבים את המוח לאורך תוחלת החיים האנושית, חשפנו רמזים חשובים מדוע עשויים להתפתח מצבים עצביים כמו אוטיזם וסכיזופרניה. הממצאים שלנו מדגישים כי שורשיהם עשויים לשכב מוקדם מאוד בהתפתחות המוח. "
אליס פרנקלין, המחברת הראשונה במחקר, אוניברסיטת אקסטר
המחקר מאשר כי תהליכים אפיגנטיים חיוניים ליצירת סוגי תאי מוח שונים ועשויים לעזור להסביר כיצד ומדוע מתרחשים הבדלים התפתחותיים.
פרופסור ג'ונתן מיל מאוניברסיטת אקסטר, שביים את המחקר, הוסיף: "עבודה זו מעניקה לנו תמונה ברורה יותר של התהליכים הביולוגיים המנחים את התפתחות המוח וכיצד אלה נבדלים זה מזה בין סוגי התאים. בטווח הארוך זה יכול לעזור לנו להתקרב להבנת המנגנונים העומדים בבסיס תנאים התפתחות עצביים."
המחקר מומן על ידי יוזמת המחקר האוטיזם של קרן סימונס, המועצה לחקר הרפואה ותוכנית האופק של האיחוד האירופי. זה נתמך על ידי Wellcome ומרכז המחקר הביו -רפואי של NIHR Exeter. המחקר נקרא "דינמיקת מתילציה DNA הספציפית לתא בקליפת המוח לפני הלידה ואחרי הלידה", ומתפרסם גנומיקה של תאים.
