Nevroni nimajo sposobnosti kopiranja svoje DNK, zato nenehno delajo na sanaciji poškodb svojega genoma. Nova študija Salkovih znanstvenikov kaže, da ta popravila niso naključna, temveč se osredotočajo na zaščito nekaterih genetskih “žarišč”- tistih, ki imajo ključno vlogo pri nevronski identiteti in delovanju.
Ugotovitve, objavljene 2. aprila 2021 v reviji Science, dajejo nov vpogled v genetske strukture, ki sodelujejo pri staranju in nevrodegeneraciji. Napovedujejo razvoj potencialnih novih terapij za bolezni, kot so Alzheimerjeva, Parkinsonova in druga degenerativne nevrološke motnje.
Nevroni med najdlje živečimi celicami
Za razliko od drugih celic se nevroni ne nadomeščajo, zato so med najdlje živečimi celicami v človeškem telesu. Zaradi njihove dolgoživosti je še bolj pomembno, da s staranjem popravljajo lezije v svoji DNK, saj je to ključno za njihovo delovanje tekom celotnega življenja človeka. S staranjem sposobnost nevronov za genetska popravila upada. To bi lahko pojasnilo, zakaj ljudje razvijejo starostne nevrodegenerativne bolezni, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova.
Mini poškodbe DNK zaradi običajnih celičnih procesov
Da bi raziskali, kako nevroni ohranjajo zdravje svojega genoma, so avtorji študije razvili novo tehniko, ki so jo poimenovali Repair-seq. Skupina je iz matičnih celic namnožila nevrone in jih hranila s sintetičnimi nukleozidi – molekulami, ki služijo kot gradniki za DNA. Te umetne nukleozide je bilo mogoče najti z zaporedjem DNA in jih posneti. Tako so raziskovalci lahko videli, kjer so jih nevroni uporabljali za popravilo DNK, ki je bila poškodovana z običajnimi celičnimi procesi. Presenečeni so bili nad tem, kako osredotočeni so bili nevroni na zaščito nekaterih delov svojega genoma.
“Naše ugotovitve kažejo, da obstajajo odseki genoma, ki jim nevroni dajo prednost pri popravilu,” pravi Salkov profesor Rusty Gage, soavtor objave,in nadaljuje: “Navdušeni smo nad potencialom teh ugotovitev, da spremenijo način, kako gledamo na številne bolezni živčnega sistema. Omogočajo potencialno raziskovanje popravljanja DNA kot terapevtskega pristopa.”
65 tisoč »vročih« točk pokriva 2 odstotka genoma
Našli so približno 65.000 “vročih” točk, ki so pokrivale približno 2 odstotka nevronskega genoma. Nato so uporabili proteomske pristope, da bi odkrili, katere beljakovine se nahajajo na teh vročih točkah – in odkrili, da so mnoge od njih tako, ki sodelujejo pri morebitni proizvodnji drugih beljakovin. Številna od teh mest so tudi po obdelavi z molekulami, ki škodujejo DNK, ostala stabilna. To še posebej velja za dele genoma, kamor se pritrdijo določeni kemični označevalci (metilacija), ki tudi najbolje napovedujejo nevronsko starost.
Sprememba paradigme vodi v novo razumevanje nevronov
Prejšnje raziskave so se osredotočale na prepoznavanje poškodovanih odsekov DNK, zdaj pa so prvič iskali mesta,kjer je bil genom nevronov močno popravljen. “Paradigmo smo preusmerili tako, da smo poiskali škodo in poiskali popravilo, zato smo lahko našli te vroče točke,” pojasnjujejo avtorji. “To je res nova biologija, ki bi sčasoma lahko spremenila naše razumevanje nevronov v živčnem sistemu. In bolj, kot jih bomo razumeli, bolj uspešni bomo pri razvoju učinkovitejših terapij za s starostjo povezanimi nevrološkimi obolenji,« zaključujejo.
Povezavo do izvirne objave najdete TUKAJ.
