脑细胞如何修复他们的DNA揭示了老化和疾病的“热点”

神经元缺乏复制DNA的能力，所以它们不断修复受损的基因组。现在，索尔克的科学家们的一项新研究发现，这些修复不是随机的，而是专注于保护某些基因“热点”，这些“热点”似乎在神经特性和功能中发挥着关键作用。

在2021年4月2日出版的调查结果，问题科学，对参与衰老和神经变性的遗传结构进行新的见解，可以指向阿尔茨海默，帕金森和其他与年龄相关的痴呆症的疾病潜在新疗法的发展。

“这项研究首次表明，有部分基因组当谈到修复时，神经元优先考虑，“教授和Salk总统生锈的演员说，这篇论文的合作作者。”我们对这些发现的潜力感到兴奋，以改变我们查看许多与神经的年龄相关疾病的方式系统和可能探索DNA修复作为治疗方法。“

与其他细胞不同，神经元通常不会随着时间的推移自我更新，这使它们成为人体中最长寿的细胞之一。它们的长寿使它们在衰老时修复DNA损伤变得更加重要，以便在人类寿命的几十年里保持它们的功能。随着年龄的增长，神经元进行基因修复的能力会下降，这可以解释为什么人们会出现与年龄相关的症状神经退行性疾病比如老年痴呆症和帕金森氏症。

为了研究神经元是如何维持基因组健康的，该研究的作者开发了一种新技术，他们称之为修复序列。研究小组用干细胞制造神经元，并喂给它们合成核苷分子，这些核苷分子可以作为DNA的组成部分。这些人工核苷可以通过DNA测序和成像找到，显示神经元使用它们修复被正常细胞过程损坏的DNA的位置。虽然科学家们希望看到一些优先级，但他们惊讶于神经元如此专注于保护基因组的某些部分。

“我们所看到的是令人难以置信的锋利，明确的修复地区;非常集中的区域，基本上高于背景水平，”前一位和共同的作者Dylan Reid说，一位前Salk Proddoctoral Scholar，现在是顶点的一个人药剂。“坐在这些'热点'上的蛋白质涉及神经衰退疾病，并且网站也与老龄化有关。“

作者发现了大约65,000个热点，涵盖了占神经元基因组的2％。然后，它们使用蛋白质组学方法来检测这些热点在这些热点中发现的蛋白质，含有许多拼接相关的蛋白质。（这些参与了其他蛋白质的最终生产。）当用DNA损伤剂处理细胞处理细胞时，许多这些位点似乎是非常稳定的，并且发现最稳定的DNA修复热点与部位强烈相关化学标签附着（“甲基化”），其最适合预测神经元年龄。

之前的研究主要集中在识别DNA中遭受基因损伤的部分，但这是研究人员首次寻找基因组被严重修复的地方。

“我们将寻找损伤的模式转变为寻找修复，这就是为什么我们能够找到这些热点，“里德说。”这是一个真正的新生物学，最终可能会改变我们理解的方式神经元在神经系统中，我们更加了解，我们越多，我们就可以寻求开发治疗与年龄相关的疾病。“

Gage是年龄相关神经退行性疾病研究的Vi和John Adler主席，他补充说:“了解基因组中哪些区域容易受到损伤是我们实验室一个非常激动人心的话题。我们认为Repair-seq将是一个强大的研究工具，我们将继续探索更多的新方法来研究基因组完整性，特别是与衰老和疾病相关的基因组完整性。”

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