脑细胞如何修复其 DNA? 找到老化和神经退化疾病的热点

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由于神经细胞较缺乏再生的能力,因此它们一直在努力修复基因体损害,以维持正常功能。然而,随着年龄的增长,神经细胞进行基因修复的能力也跟着下降,这或许可以解释为什么人们老化时会罹患阿兹海默症或巴金森氏症等神经退行性疾病。

索尔克研究所(Salk Institute)发现,神经细胞进行基因修复不是随机的,而是集中于保护某些在神经辨识和功能中扮演关键角色的“遗传热点”。该研究结果刊登于《Science》。

该研究团队开发了一种“修复序列”(Repair-seq)的新技术,从干细胞中产生神经元,并向它们喂食合成核苷,然后透过 DNA 定序和影像来发现这些人工核苷,进而显示神经细胞在哪里使用这些人工核苷,以及在正常细胞过程破坏的 DNA 在哪进行修复。

他们发现了大约 65000 个热点,覆蓋了大约 2% 的神经细胞基因体,显示神经细胞在有限的能力下,会集中力量优先处理它们觉得比较重要的区域。令人惊讶地是,这些热点附近基因所产生的蛋白和阿兹海默症等神经退行性疾病、或是老化有显著关联性。

该研究共同第一作者 Dylan Reid 博士提到:“本研究颠覆了过去的研究方向,没有聚焦在 DNA 损伤,而是着重于 DNA 修复,这也让我们找到了这些热点”。

总结以上,该研究结果第一次指出,神经细胞在进行修复基因修复时,也有优先级,这也改变人们对许多老化疾病的认知,未来可以找出新的治疗性的DNA修复手段。

延伸阅读:表观遗传与阿兹海默症有关?组蛋白乙酰转移酶为关键?

参考资料:
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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