Yaşlanan beyin kademeli olarak gerilemiyor olabilir — orta yaş civarında yeni bir biyolojik faza geçebilir. İnsan hipokampüsü üzerinde yapılan çığır açıcı tek hücreli bir çalışma, kabaca 50-75 yaşları arasında beynin hücresel manzarasının eşgüdümlü bir yeniden yapılanma geçirdiğini ortaya koyuyor: bağışıklık hücreleri yer değiştiriyor, genomun fiziksel organizasyonu zayıflıyor ve gen düzenlemesi birden çok hücre tipinde yeniden şekilleniyor.

Araştırmacılar, yetişkin yaşamı boyunca insan hipokampüs dokusundan tek tek hücreleri analiz ederek gen düzenlemesini ve üç boyutlu genom mimarisini benzeri görülmemiş ayrıntıyla haritaladı. Hipokampüs, öğrenme ve hafıza için gerekli bir beyin bölgesi; ileri yaş ise Alzheimer ve diğer demanslar için bilinen en güçlü risk faktörü.

En belirgin geçiş, beynin yerleşik bağışıklık hücreleri olan mikroglialarda görüldü. Yaklaşık 50-75 yaşları arasında, embriyonik gelişim sırasında oluşan mikroglia keskin biçimde azaldı; yerlerine, moleküler profilleri kanda dolaşan bağışıklık hücrelerine benzeyen hücreler geçti. Bu, doğumdan önce oluşan mikrogliaların ömür boyu beyinde kaldığı yönündeki köklü varsayımı sorgulatıyor. Yerine geçen hücreler ayrıca daha güçlü inflamatuar imzalar taşıyor ve beyin yaşlanmasıyla ilişkili kalıcı nöroinflamasyona katkıda bulunuyor olabilir.

Analiz ayrıca, kan dolaşımındaki zararlı maddelerin beyin dokusuna girmesini engelleyen koruyucu sınır olan kan-beyin bariyerini koruyan hücre popülasyonlarında da önemli bir azalma buldu.

Çeşitli beyin hücresi tiplerinde genomun üç boyutlu yapısı giderek daha az organize hale geldi. DNA gevşek bir iplik olarak saklanmaz; bir hücrenin hangi genleri kullanabileceğini belirleyen özenle düzenlenmiş bir mimariye katlanır. Bu organizasyonun yaygın erozyonu, genom mimarisinin gerilemesinin beyin yaşlanmasının temel bir özelliği olduğunu gösteriyor.

"Önemli olan, bu çalışmanın yaşlanmanın basitçe kademeli bir gerileme olmadığını, bağışıklık, damar ve nöronal sistemlerin eşgüdümlü ve dinamik yeniden yapılanmasını içerdiğini ortaya koyması," dedi UC Irvine'den ortak sorumlu yazar Xiangmin Xu. "Bu bulgular, yaşam boyunca devre bütünlüğünü ve beyin fonksiyonunu korumayı hedefleyen yeni terapötik hedeflerin belirlenmesinin kapısını aralıyor."

Columbia Üniversitesi ve New York Genome Center'dan Bing Ren'in de aralarında olduğu bilim insanlarının yürüttüğü araştırma, Ulusal Sağlık Enstitüleri'nin 4D Nükleom programı kapsamında Science dergisinde yayımlanan altı çalışmadan biri — genom mimarisinin uzay ve zaman içinde nasıl değiştiğini haritalayan on yıllık bir girişim.

Kaynaklar