Хорошо известно, что у женщин с мутацией гена BRCA1 повышен риск рака молочной железы и яичников.

Теперь ученые из Института Солка (Калифорния, США) открыли неожиданную взаимосвязь между развитием мозга человека и геном BRCA1.

Исследовательская команда, в состав которой вошел известный генетик Индер Верма (Inder Verma) из Генетической лаборатории Солка, опубликовала свои результаты в Proceedings of the National Academy of Sciences.

По данным ученых, некоторые генетически предрасположенные к раку груди женщины с мутациями BRCA1 испытывают судороги, вызванные малопонятными проблемами в головном мозге. В своем исследования они доказали, что ген BRCA1 играет важную роль в правильном развитии мозга мышей. Это может объяснить причины судорожных расстройств у таких пациенток.

Исследователи говорят, что эти результаты не только помогут лучше понять причины неврологических поражений у некоторых больных, но и могут дать ученым ценные сведения об эволюции головного мозга млекопитающих.

Элиминация гена BRCA1 приводит к недоразвитию мозга
Чтобы изучить этот вопрос, исследователи впервые в истории попытались удалить ген BRCA1 из нейральных стволовых клеток мышей. Это привело к недоразвитию некоторых зон головного мозга у эмбрионов.

Они обнаружили, что в коре головного мозга у грызунов развивались только два слоя вместо обычных шести. Мозжечок обычно имеет несколько складок, но в этом случае он был практически гладким. Зона мозга, которая обрабатывает информацию о запахе – обонятельная луковица – была серьезно недоразвита и нефункциональна.

Кроме того, ученые выяснили, что многие нейроны умирали вскоре после развития, а те, которые оставались, имели ненормальную структуру.

При удалении гена BRCA1 у лабораторных мышей возникали аномалии головного мозга, проявляющиеся нарушением равновесия, моторных навыков и других ключевых функций.

Ген BRCA1 играет ключевую роль в организации нервных клеток
Объясняя, почему элиминация гена BRCA1 имеет такие последствия, ученые ссылаются на предыдущее исследование – в нем они показали, что без гена BRCA1 ДНК клеток не «упаковывается» правильно. Это означает, что ДНК более «хрупкая», и ее структура может нарушиться при делении клетки.

Команда говорит, что без защитных протеинов, кодируемых BRCA1, цепи ДНК остаются «сломанными». В результате фермент киназа АТМ (ATM kinase) запускает процесс самоубийства клетки с участием протеина р53. По данным исследователей, эта цепочка с участием р53 очень интересна для исследователей рака – она помогает блокировать репликацию поврежденных (потенциально опасных) клеток.

Когда и ген BRCA1, и протеин р53 удалены, мозговые нейроны растут с нормальной скоростью. Тем не менее, эти клетки становятся дезорганизованными, неправильно позиционированными и недостаточно функциональными.

Из этого калифорнийские генетики сделали вывод, что ген BRCA1 играет роль в позиционировании нервных клеток. Они считают, что ген работает как якорь для центромер ДНК, необходимых для правильной репликации клеток. Ген сообщает новым клеткам, куда нужно расти и как организовываться в мозговые слои.

Комментируя свои результаты, Верма сказал: «Раньше мутации или делеции BRCA1 ассоциировались с раком груди и яичников. Теперь мы можем утверждать, что они связаны с нарушением протективного механизма в мозговых клетках, и приводят к недоразвитию структур мозга. Примечательно, что ген BRCA1 оказывает существенное влияние на размер мозга. Эта работа дает нам лучшее понимание того, как защищать нервные клетки».

Выявленная способность гена BRCA1 регулировать центромеры ДНК, по словам ученых, является гигантским шагом в понимании эволюции мозга млекопитающих.

Также генетики говорят, что теперь можно объяснить, почему некоторые пациентки с раком груди склонны к судорогам. Это открытие поможет идентифицировать и правильно лечить таких больных.

В начале этого года издание Medical News Today сообщало о еще одном интересном исследовании. Тогда ученые доказали, что удаление яичников в раннем возрасте у женщин с мутациями BRCA1 существенно снижает риск умереть от рака.

medbe.ru