Ученые выяснили, как клетки мозга восстанавливают свою ДНК

Мозг изображение

Нейронам не хватает способности реплицировать свою ДНК , поэтому они постоянно работают над восстановлением повреждений своего генома.

Новое исследование, проведенное учеными из Института Солка, показало, что эти исправления не являются случайными, а вместо этого сосредоточены на защите определенных генетических «горячих точек», которые, по-видимому, играют решающую роль в нейронной идентичности и функционировании.

Результаты, опубликованные в журнала Science, дают новое понимание генетических структур, участвующих в старении и нейродегенерации, и могут указывать на разработку потенциальных новых методов лечения таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, Паркинсона и других возрастных деменций. расстройства.

«Это исследование впервые показывает, что существуют участки генома, которым нейроны уделяют приоритетное внимание, когда дело доходит до восстановления. Мы взволнованы возможностью этих открытий изменить наше отношение к многим возрастным заболеваниям нервной системы и потенциально исследовать восстановление ДНК в качестве терапевтического подхода», — говорит профессор и президент Института Солка Расти Гейдж, соавтор статьи.

В отличие от других клеток, нейроны обычно не заменяются со временем, что делает их одними из самых долгоживущих клеток в организме человека. Их долголетие делает еще более важным то, что они восстанавливают повреждения в своей ДНК по мере старения, чтобы поддерживать свою функцию на протяжении десятилетий человеческой жизни. По мере взросления способность нейронов к генетическому восстановлению снижается, что может объяснить, почему у людей развиваются связанные с возрастом нейродегенеративные заболевания, такие как болезни Альцгеймера и Паркинсона.

Чтобы изучить, как нейроны поддерживают здоровье генома, авторы исследования разработали новую технику, которую они назвали Repair-seq. Команда произвела нейроны из стволовых клеток и скармливала им синтетические нуклеозиды — молекулы, которые служат строительными блоками для ДНК. Эти искусственные нуклеозиды можно было найти с помощью секвенирования ДНК и визуализации, показав, где нейроны использовали их для восстановления ДНК, поврежденной нормальными клеточными процессами.

Ученые были удивлены тем, насколько сосредоточены нейроны на защите определенных участков генома.

«Мы увидели невероятно острые, четко очерченные участки ремонта. Очень сфокусированные области, которые были значительно выше, чем фоновые уровни. Белки, которые находятся в этих «горячих точках», причастны к нейродегенеративным заболеваниям, и эти участки также связаны со старением»», — говорит соавтор и соавтор-корреспондент Дилан Рид, бывший научный сотрудник Солка, а теперь научный сотрудник Vertex Pharmaceutics.

Авторы обнаружили около 65 000 горячих точек, которые покрывают около 2% нейронального генома. Затем они использовали подходы протеомики, чтобы определить, какие белки были обнаружены в этих горячих точках, включая многие белки, связанные со сплайсингом (они участвуют в возможном производстве других белков).  Многие из них оказались довольно стабильными, когда клетки обрабатывали агентами, повреждающими ДНК. Также было обнаружено, что наиболее стабильные горячие точки репарации ДНК тесно связаны с теми местами, где прикрепляются химические метки («метилирование»), которые лучше всего подходят для прогнозирования возраста нейронов.

Предыдущие исследования были сосредоточены на выявлении участков ДНК, которые страдают генетическим повреждением, но это первый раз, когда исследователи искали места, где геном подвергается серьезному восстановлению.

«Это действительно новая биология, которая может в конечном итоге изменить то, как мы понимаем нейроны нервной системы. Чем больше мы это понимаем, тем больше мы можем искать для разработки методов лечения возрастных заболеваний», — говорит Рид.

Ученые надеются, что метод Repair-seq станет толчком для дальнейших исследований в изучении целостности генома.

Ранее Курсор писал, что Тель-Авивский университет делает прорыв в лечении рака мозга.

Израильский стартап разработал иглу для операций на головном мозге. Созданная в Израиле специальная игла призвана обезопасить операции по удалению опухолей в головном мозге.

Ранее Курсор писал, что вакцину от рака мозга успешно испытали на людях. Завершился первый этап испытаний на людях вакцины, помогающей иммунной системе пациентов бороться с опухолью мозга.

Израильские ученые заявили, что раковые бактерии можно использовать против опухолей. Раковые клетки представляют бактериальные пептиды на своих клеточных стенках, что свидетельствует об их существовании Т-клеткам иммунной системы.

Ученые смогли уничтожить раковые клетки с самой распространенной мутацией. Ученые разработали терапевтический подход на основе антител, который нацелен на неоантиген, полученный из общей мутации TP53, высокоспецифичным образом.

Ученые создали фрагмент ДНК, который уничтожает стволовые клетки рака. Началась уже первая фаза испытания препарата, чтобы оценить его безопасность и эффективность для людей.

Разработан новый метод лечения самого смертоносного рака. Британские и китайские ученые разработали новый метод лечения рака поджелудочной железы.

Ученые решили столетнюю загадку раковых опухолей. Ученые смогли объяснить таинственный эффект Варбурга.

Читайте последние новости Израиля и мира на канале Курсора в Telegram.

Автор материала:
Таня Нати
ТЭГИ: