腦細胞如何修復其 DNA? 找到老化和神經退化疾病的熱點

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由於神經細胞較缺乏再生的能力,因此它們一直在努力修復基因體損害,以維持正常功能。然而,隨著年齡的增長,神經細胞進行基因修復的能力也跟著下降,這或許可以解釋為什麼人們老化時會罹患阿茲海默症或巴金森氏症等神經退行性疾病。

索爾克研究所(Salk Institute)發現,神經細胞進行基因修復不是隨機的,而是集中於保護某些在神經辨識和功能中扮演關鍵角色的「遺傳熱點」。該研究結果刊登於《Science》。

該研究團隊開發了一種「修復序列」(Repair-seq)的新技術,從幹細胞中產生神經元,並向它們餵食合成核苷,然後透過 DNA 定序和影像來發現這些人工核苷,進而顯示神經細胞在哪裡使用這些人工核苷,以及在正常細胞過程破壞的 DNA 在哪進行修復。

他們發現了大約 65000 個熱點,覆蓋了大約 2% 的神經細胞基因體,顯示神經細胞在有限的能力下,會集中力量優先處理它們覺得比較重要的區域。令人驚訝地是,這些熱點附近基因所產生的蛋白和阿茲海默症等神經退行性疾病、或是老化有顯著關聯性。

該研究共同第一作者 Dylan Reid 博士提到:「本研究顛覆了過去的研究方向,沒有聚焦在 DNA 損傷,而是著重於 DNA 修復,這也讓我們找到了這些熱點」。

總結以上,該研究結果第一次指出,神經細胞在進行修復基因修復時,也有優先順序,這也改變人們對許多老化疾病的認知,未來可以找出新的治療性的DNA修復手段。

延伸閱讀:表觀遺傳與阿茲海默症有關?組蛋白乙醯轉移酶為關鍵?

參考資料:
1. Science 02 Apr 2021: Vol. 372, Issue 6537, pp. 91-94. DOI: 10.1126/science.abb9032
2. https://www.salk.edu/news-release/how-brain-cells-repair-their-dna-reveals-hot-spots-of-aging-and-disease/

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