Οι γυναίκες γεννιούνται με δύο χρωμοσώματα Χ κληρονομώντας ένα από τον κάθε γονέα. Αλλά σε κάθε κύτταρο του σώματός τους, χρειάζεται μόνο ένα χρωμόσωμα Χ -έτσι κανονικά το άλλο αδρανοποιείται. Το ποιο αδρανοποιείται είναι τυχαίο. Ορισμένα κύτταρα χρησιμοποιούν μόνο το μητρικό χρωμόσωμα Χ και άλλα βασίζονται μόνο στο πατρικό Χ.
Με άλλα λόγια, κάθε κύτταρο XX (δηλαδή θηλυκό κύτταρο) εκφράζει είτε το μητρικό χρωμόσωμα X (Xm) είτε το πατρικό χρωμόσωμα X (Xp). Προκαλείται έτσι ένα κυτταρικό μωσαϊσμό με προέλευση από γονέα Χ στον οργανισμό που ποικίλλει ευρέως μεταξύ των γυναικών -από ισορροπημένο μωσαϊκό έως την σχεδόν πλήρη επικράτηση ενός από τα δύο στα περισσότερα κύτταρα, για τυχαίους λόγους.
Τα χρωμοσώματα Χ έχει υποτεθεί ότι θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην εξήγηση των διαφορών του φύλου στη γνωστική λειτουργία, τη λεκτική μνήμη ή τον κίνδυνο εγκεφαλικής νόσου. Προηγούμενη έρευνα υποδήλωσε ότι το χρωμόσωμα Χ -από το οποίο κανονικά οι γυναίκες έχουν δύο και οι άνδρες έχουν μόνο ένα- είναι ζωτικής σημασίας για την υγεία του εγκεφάλου. Οι μεταλλάξεις στο χρωμόσωμα Χ συχνά προκαλούν διανοητική αναπηρία και οι γυναίκες που γεννιούνται με ένα μόνο χρωμόσωμα Χ (σύνδρομο Turner), μπορεί να έχουν γνωστικές βλάβες. «Δεδομένου του γεγονότος ότι το χρωμόσωμα Χ είναι εμπλουτισμένο με γονίδια που σχετίζονται με τον εγκέφαλο, είναι πολύ σημαντικό για εμάς να γνωρίζουμε ποιους ρόλους μπορεί να παίζει στη γήρανση του εγκεφάλου», δήλωσε η Samira Abdulai-Saiku, μεταδιδακτορική υπότροφος και πρώτη συγγραφέας μιας νέας μελέτης.
Σ’ αυτή τη νέα μελέτη, οι ερευνητές του UC San Francisco ανακάλυψαν πως όταν τα εγκεφαλικά κύτταρα των θηλυκών ποντικών εκφράζουν μόνο το μητρικό χρωμόσωμα Χ, η μνήμη και οι γνωστικές τους δεξιότητες επιδεινώνονται ταχύτερα από τα θηλυκά ποντίκια που εκφράζουν τόσο το μητρικό όσο και πατρικό χρωμόσωμα Χ.
Η ανακάλυψη, η οποία δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature, θα μπορούσε να εξηγήσει τη διακύμανση της γήρανσης του εγκεφάλου μεταξύ των δύο φύλων, καθώς τα αρσενικά κληρονομούν μόνο ένα μητρικό Χ και επίσης θα μπορούσε να εξηγήσει τις διαφορές μεταξύ των γυναικών.
«Αυτά τα ευρήματα αυξάνουν την πιθανότητα ότι ορισμένες γυναίκες που εκφράζουν περισσότερο από το χρωμόσωμα Χ της μητέρας τους, τυχαία, να έχουν μεγαλύτερη γνωστική εξασθένηση με την πάροδο της ηλικίας ή αυξημένο κίνδυνο για ασθένειες όπως η νόσος Αλτσχάιμερ και άλλες άνοιες», δήλωσε η Dena Dubal, καθηγήτρια νευρολογίας. «Θα μπορούσε επίσης να μας βοηθήσει να βρούμε εποικοδομητικές στρατηγικές για την επιβράδυνση της γήρανσης του εγκεφάλου και στα δύο φύλα».
Μητρικό ή πατρικό το χρωμόσωμα Χ
Οι Dubal και Abdulai-Saiku ενδιαφέρθηκαν για το αν η προέλευση του χρωμοσώματος Χ -από τη μητέρα ή τον πατέρα- είχε σημασία για τα κύτταρα. Είναι γνωστό πως όταν σχηματίζονται κύτταρα ωαρίων και σπερματοζωαρίων, προστίθενται χημικές “ετικέτες” σε ορισμένα γονίδια στα χρωμοσώματα. Αυτές οι “ετικέτες” διαφέρουν ανάλογα με το αν το χρωμόσωμα είναι από τη μητέρα (ωάριο) ή τον πατέρα (σπερματοζωάριο). Οι “ετικέτες” επηρεάζουν τα γονίδια που ενεργοποιούνται όταν κάθε χρωμόσωμα χρησιμοποιείται στα κύτταρα.
Στη μελέτη, η ερευνητική ομάδα ανέθρεψε θηλυκά ποντίκια είτε για να εκφράζουν μόνο τα μητρικά χρωμοσώματα Χ είτε ένα μείγμα μητρικών και πατρικών χρωμοσωμάτων Χ. «Η παραμόρφωση του χρωμοσώματος Χ είναι συνηθισμένη μεταξύ των ανθρώπων και σίγουρα υπάρχουν γυναίκες με πολύ υψηλότερα ή χαμηλότερα επίπεδα μητρικών χρωμοσωμάτων Χ από άλλες, απλά για τυχαίο λόγο», είπε η Dubal. «Υπήρξε λίγη έρευνα για τις πιθανές συνέπειες αυτού».
Τα θηλυκά ποντίκια με ενεργό μόνο το μητρικό χρωμόσωμα Χ, όπως ανακάλυψαν οι Dubal και Abdulai-Saiku, είχαν φτωχότερη μνήμη και λιγότερες μαθησιακές ικανότητες καθώς γερνούσαν. Στους εγκεφάλους αυτών των ποντικών, το μητρικό χρωμόσωμα Χ επιτάχυνε τη βιολογική γήρανση στον ιππόκαμπο -μια περιοχή του εγκεφάλου ζωτικής σημασίας για τη μάθηση και τη μνήμη. «Αυτό που δείξαμε είναι ότι ο εγκέφαλος αυτών των ζώων γερνούσε πραγματικά πιο γρήγορα από τους εγκεφάλους των γενετικά πανομοιότυπων αδελφών τους που είχαν ενεργοποιημένα χρωμοσώματα Xm και Xp -από τη μητέρα και τον πατέρα», εξήγησε η Dubal. Κατά τη διάρκεια του νεαρού σταδίου της ζωής, οι διάφορες μετρήσεις δεν διέφεραν μεταξύ των ποντικών Xm και Xm+Xp. Κατά τη διάρκεια της μεγάλης ηλικίας, τα ποντίκια με Xm είχαν επιδείνωση μνήμης σε σύγκριση με αυτά του μωσαϊκού Xm+Xp. Το Xm μείωσε την εργασιακή και χωρική μνήμη στα ηλικιωμένα θηλυκά ποντίκια.
Πραγματοποιώντας λεπτομερείς αναλύσεις των εγκεφαλικών κυττάρων, η ερευνητική ομάδα μπόρεσε να αναγνωρίσει ορισμένα γονίδια που είχαν αποσιωπηθεί πλήρως στα μητρικά χρωμοσώματα Χ αλλά όχι στα πατρικά. Όταν χρησιμοποιήθηκε η τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίων CRISPR για να ενεργοποιηθούν τα σιγασμένα γονίδια στα μητρικά χρωμοσώματα Χ στα θηλυκά ποντίκια, αυτά έγιναν πιο έξυπνα στα γηρατειά τους.
«Μαζί, όλα αυτά τα πειράματα μας λένε ότι η γονική προέλευση του χρωμοσώματος Χ μπορεί να έχει μεγάλο αντίκτυπο στην υγεία του εγκεφάλου», είπε η Abdulai-Saiku.
Εξελικτικές ρίζες;
Η νέα μελέτη δεν σχεδιάστηκε για να ελέγξει γιατί το μητρικό χρωμόσωμα Χ επιταχύνει τη γήρανση του εγκεφάλου σε σύγκριση με το πατρικό χρωμόσωμα Χ. Ωστόσο, η Dubal υποθέτει ότι τα γονίδια που αποσιωπήθηκαν στο μητρικό χρωμόσωμα θα μπορούσαν να μεταφέρουν ένα πλεονέκτημα πιο νωρίς στη ζωή -και γι’ αυτό δεν εξαφανίστηκε αυτή η επιλογή. «Μπορεί αυτό το μοτίβο έκφρασης γονιδίων να είναι πραγματικά ευεργετικό για την ανάπτυξη του εγκεφάλου, αλλά στη συνέχεια να υπάρχει αρνητική επίπτωση αργότερα στη ζωή», είπε.
Η Dubal ελπίζει να συνεχίσει να μελετά τον ρόλο του χρωμοσώματος Χ στη γήρανση του εγκεφάλου και κατά πόσο μπορεί να εξηγήσει τον κίνδυνο εγκεφαλικών ασθενειών των ανθρώπων ή την απώλεια μνήμης.
«Το χρωμόσωμα Χ που κληρονομήσατε από τη μητέρα σας απενεργοποιεί τα γονίδια, επιταχύνει τη γήρανση και βλάπτει τη γνωστική λειτουργία», είπε. «Μπορούμε να το αντιστρέψουμε αυτό;».
Περισσότερες πληροφορίες: Dena Dubal, The maternal X chromosome affects cognition and brain ageing in female mice, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-024-08457-y. www.nature.com/articles/s41586-024-08457-y.
