Учёные сообщили о радикальных изменениях в регуляции генов в мозге человека уже в среднем возрасте. В рамках нового исследования, опубликованного в Science, специалисты применили передовые методы на уровне отдельных клеток и изучали регуляцию генов и трёхмерную организацию генома в клетках гиппокампа — области мозга, важной для обучения и памяти. Анализ образцов взрослых людей разного возраста позволил получить одно из самых подробных представлений о том, как со временем меняется регуляция генома в мозге.

Главное изменение затронуло микроглию — иммунные клетки мозга, которые поддерживают его функционирование и защиту. Примерно в возрасте 50–75 лет зафиксирован резкий спад клеток микроглии, происходивших эмбрионально, и их замещение клетками, молекулярные признаки которых ближе к иммунным клеткам крови. Эти данные ставят под вопрос допущение, что микроглия, сформированная на раннем этапе развития, остаётся в мозге на протяжении всей жизни.

Одновременно наблюдалось заметное снижение популяций клеток, отвечающих за сохранение гемато-эмбикулярного барьера — защитной перепонки между кровью и мозгом. Это барьерное звено оберегает мозг от потенциально вредных веществ в крови.

Авторы подчёркивают, что изменения не ограничены одной клеточной линией: у разных типов клеток мозга зафиксировано общее разрушение трёхмерной архитектуры генома. Внутри клетки ДНК организована в сложную пространственную структуру, которая управляет тем, какие гены активируются или отключаются, и старение связано с ухудшением этой организации. В целом работа указывает на то, что старение мозга может сопровождаться координированной перестройкой иммунных, сосудистых и нейрональных систем.

По словам учёных, эти результаты открывают новые возможности для поиска терапевтических мишеней по сохранению целостности нейронных цепей и функций мозга на протяжении жизни. Это исследование входит в крупный проект 4D Nucleome и подчеркивает необходимость изучения регуляции генов и организации генома для механического понимания процесса старения мозга.