Когда я рассказываю про наш проект ГиперКортекс меня иногда особо умные спрашивают: есть ли риски в направленной индуцированной нейропластичности?
Действительно, для молодых взрослых мышей дикого типа естественное поведение в новой среде вызывает двухцепочечные разрывы ДНК в нейронах, в основном в зубчатой извилине. Двухцепочечные разрывы ДНК в нейронах являются преходящими и возникают в результате физиологической активности мозга мышей (1).
Действительно, двухцепочечные разрывы являются признаком старения мозга и могут привести к необратимому повреждению ДНК у людей. Однако система репарации ДНК у людей гораздо более совершенна, чем у мышей и других животных. Встроенная в ДНК защитная система человека имеет механизмы восстановления двухцепочечные разрывы посредством репарации с использованием механизма гомологичной рекомбинации и негомологичного соединения концов (2) (3).
Гомологическая рекомбинация хорошо работает у людей и перестает работать, когда гомологичным хромосомам становится трудно сблизиться друг с другом, что происходит с возрастом из-за изменения физических свойств ДНК.
Таким образом, мы не должны бояться думать и бояться повышать пластичность мозга, пока у нас функционирует гомологичная рекомбинация. Кроме того, поскольку активация нейронов приводит к переходу гетерохроматина в эухроматин, возрастные трудности сближения хромосом не нарушают рекомбинацию. Можно было бы даже ожидать, что активация нейропластичности делает мозг моложе, потому что реактивирует гомологичную рекомбинацию. Но это требует дополнительных исследований.
Ссылки:
(1) Suberbielle, E., Sanchez, P., Kravitz, A. et al. Physiologic brain activity causes DNA double-strand breaks in neurons, with exacerbation by amyloid-?. Nat Neurosci 16, 613?621 (2013). https://doi.org/10.1038/nn.3356
(2) Bernadotte, A., Mikhelson, V.M., Spivak, I.M. et al. Influence of donor age on cellular ability to carry out DNA repair via homologous recombination. Adv Gerontol 4, 171–175 (2014). https://doi.org/10.1134/S2079057014030023
(3) Bernadotte A, Mikhelson VM, Spivak IM. Markers of cellular senescence. Telomere shortening as a marker of cellular senescence. Aging (Albany NY). 2016 Jan 23; 8:3-11 . https://doi.org/10.18632/aging.100871