Крупное международное исследование, результаты которого опубликованы в Cell Genomics, показало, что многие молекулярные различия между мужским и женским мозгом формируются уже в первом триместре беременности и сохраняются на протяжении всей жизни.
Ученые из Института молекулярной медицины Финляндии (FIMM) при Хельсинкском университете проанализировали данные РНК-секвенирования 1899 образцов переднего мозга человека и построили уникальную временную шкалу развития полозависимой экспрессии генов.
В исследовании использовались публичные наборы данных РНК-секвенирования, включая как пренатальные образцы (собранные на 5–17 неделях после зачатия из базы Human Developmental Biology Resource), так и образцы взрослых людей в возрасте 20–79 лет.
Анализ выявил более 3000 генов, активность которых различается между мужским и женским мозгом плода, по сравнению с примерно 1000 таких генов в переднем мозге взрослых.
Статистическое моделирование показало, что почти две трети этих различий уникальны для раннего развития, тогда как менее 1% возникают только во взрослом возрасте. Остальные характерны для обоих этапов жизни, хотя у взрослых обычно с гораздо меньшим эффектом.
Изучая потенциальные механизмы, исследователи обнаружили, что пренатальные половые различия обусловлены участками связывания андрогеновых и эстрогеновых рецепторов, что подчеркивает влияние гормонов на раннее формирование полозависимой биологии мозга.
«Наши результаты показывают, что разрыв в активности генов мозга между мужчинами и женщинами возникает на удивление рано, задолго до рождения, и многие из этих ранних признаков остаются с нами, — говорит постдокторант FIMM Клара Бенуа-Пильвен. — Чтобы понять, почему неврологические заболевания часто проявляются по-разному у мужчин и женщин, мы должны учитывать эти пренатальные механизмы».
Хотя сами полозависимые гены не вызывают неврологических заболеваний, они, по-видимому, в изобилии представлены в сетях совместной регуляции, связанных с такими расстройствами, как шизофрения и рассеянный склероз. Эти результаты позволяют предположить, что тонкие различия в экспрессии могут модулировать активность генетических сетей, ассоциированных с патологиями.
Выяснилось также, что гены Х-хромосомы, избегающие инактивации, демонстрируют стабильно более высокую экспрессию у женщин на протяжении всей жизни, указывая на устойчивую роль половых хромосом в мозге.
«Результаты подчеркивают важность изучения динамики экспрессии генов в процессе развития и старения для более глубокого понимания молекулярных факторов, формирующих фенотипические различия», — заключила бывшая руководительница группы FIMM Тару Тукиайнен, старший автор исследования.
Есть ли разница между мужским и женским мозгом — что говорит наука
Молчащая X-хромосома защищает женский мозг от старения, установили нейробиологи