Международная группа исследователей из Эксетерского университета создала самую детальную на сегодняшний день карту изменений ДНК в человеческом мозге — от шестой недели после зачатия до глубокой старости. Ученые проанализировали образцы коры головного мозга почти тысячи человек, уделив особое внимание процессу метилирования ДНК — химическим изменениям, которые влияют на активность генов.
Ранее подобные исследования охватывали лишь отдельные периоды развития, что не позволяло увидеть полную картину. В новой работе ученые впервые проследили, как метилирование меняется на протяжении всей жизни, и отдельно изучили нейроны — главные клетки мозга, — отделив их от других типов клеток, таких как астроциты.
Результаты показали, что большинство ключевых изменений происходят еще до рождения. Более 50 тысяч участков генома демонстрируют активную перестройку именно на ранних сроках беременности. Уже к ее середине многие процессы стабилизируются, а после рождения развитие замедляется и может идти в обратном направлении. Особенно заметные «скачки» активности приходятся на период между 12-й и 15-й неделями после зачатия — именно в это время формируются синапсы и связи между нейронами.
Отдельное внимание исследователи уделили различиям между типами клеток. Специфические для нейронов метки ДНК формируются еще до полного созревания этих клеток. Кроме того, оказалось, что гены, связанные с риском аутизма и шизофрении, проявляют выраженные изменения именно на этапе внутриутробного развития. Для шизофрении эти изменения чаще приходятся на нейрон-специфичные области генома, тогда как при аутизме эта зависимость выражена слабее — вероятно, из-за меньшего объема данных.
Авторы работы подчеркивают, что пренатальный период играет решающую роль в формировании коры головного мозга. Понимание этих процессов помогает объяснить, почему нарушения, происходящие до рождения, могут в дальнейшем повышать риск психических расстройств. Полученная карта метилирования станет важным инструментом для дальнейших исследований генетических механизмов аутизма и шизофрении.