「Hot Spots」的關鍵作用

神經元缺乏複製DNA的能力,所以它們會不斷修復基因的損傷。索爾克大學的科學家們進行的一項新研究發現,這些修復不是隨機的,而是專注於保護某些基因「Hot Spots」,這些「Hot Spots」似乎在神經識別功能中發揮著關鍵作用。

該研究結果發表在2021年4月2日的《科學》(Science)雜誌上,為衰老和神經退化性病變的基因結構提供了新的見解,甚至可能可以為阿滋海默症(Alzheimer’s)、帕金森症(Parkinson’s)和其他與年齡相關的痴呆症等疾病的潛在新療法開發新的方向。

索爾克大學校長、該論文的作者拉什蒂·蓋奇教授說:「這項研究首次表明了神經元在修復基因組的某些部分時會有優先考慮條件,我們很高興這些發現有可能改變我們對許多與年齡有關的神經系統疾病的看法,並讓DNA修復作為一種治療方法。」

神經元修復的優先順序

為了調查神經元是如何保持基因的健康度,研究作者開發了一種他們稱之為修復序列的新技術,該研究小組從幹細胞中製造出神經元,並給它們餵食合成的核苷——作為DNA構建模塊的分子,這些人造核苷可以通過DNA測序和成像找到,並顯示神經元使用它們修復被正常細胞過程破壞的DNA位置,先前科學家們希望這個實驗能看到一些優先次序,後來他們發現神經元如此專注於保護基因的某些部分感到驚訝。

「我們看到的是難以置信的清晰修復區域。」作者迪倫·里德(Dylan Reid)曾是索爾克博士後(Salk博士後)學者,現在是Vertex制藥(Vertex pharmaceuticals)的研究員,他說:「這些『Hot Spots』上的蛋白質與神經退化性疾病有關,而且這些部位也與衰老有關。」

它們選擇優先處理它們認為重要的部位

他們發現了大約 65000 個「Hot Spots」,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「Hot Spots」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。

該研究作者 迪倫·里德(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Hot Spots」。

總而言之,該研究是第一次提出這種新見解的,也就是神經細胞在進行修復基因修復時,也會有優先順序,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。

圖片來源:stock image

資料來源:Salk Institute(2021,April 1).How brain cells repair their DNA reveals ‘hot spots’ of aging and disease. Sciencedaily

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