В нейронах обнаружены « горячие точки » повреждения ДНК

Last Updated on 26.03.2021 by Perelomanet

Исследователи из Национального института здоровья (NIH) обнаружили определенные области в ДНК нейронов, которые накапливают определенный тип повреждений (так называемые однонитевые разрывы или SSB). Такое накопление SSB, по-видимому, уникально для нейронов и ставит под сомнение общепринятые представления о причине повреждения ДНК и его потенциальных последствиях для нейродегенеративных заболеваний.

Поскольку нейронам для правильного функционирования требуется значительное количество кислорода, они подвергаются воздействию высоких уровней свободных радикалов — токсичных соединений, которые могут повредить ДНК внутри клеток. Обычно это повреждение происходит случайно. Однако в этом исследовании повреждение нейронов часто обнаруживалось в определенных областях ДНК, называемых «энхансерами», которые контролируют активность близлежащих генов.

Полностью зрелым клеткам, таким как нейроны, не нужно, чтобы все их гены были активными одновременно. Один из способов, которым клетки могут контролировать активность генов, заключается в наличии или отсутствии химической метки, называемой метильной группой, на конкретном строительном блоке ДНК. Более внимательное изучение нейронов показало, что значительное количество SSB возникает при удалении метильных групп , что обычно делает этот ген доступным для активации.

Объяснение, предложенное исследователями, состоит в том, что удаление метильной группы из самой ДНК создает SSB, и нейроны имеют несколько механизмов восстановления, готовых исправить это повреждение, как только оно произойдет. Это ставит под сомнение распространенное мнение о том, что повреждение ДНК — это процесс, который необходимо предотвратить. Напротив, по крайней мере в нейронах, это часть нормального процесса включения и выключения генов . Кроме того, это означает, что дефекты процесса репарации, а не повреждение самой ДНК, потенциально могут привести к развитию или нейродегенеративным заболеваниям .

Это исследование стало возможным благодаря сотрудничеству двух лабораторий NIH: одна проводится Майклом Э. Уордом, доктором медицины, доктором философии. в Национальном институте неврологических расстройств и инсульта (NINDS), а другой — Андре Нуссенцвейг, доктор философии. в Национальном институте рака (NCI). Доктор Нуссенцвейг разработал метод картирования ошибок ДНК в геноме. Этот высокочувствительный метод требует значительного количества клеток для эффективной работы, и лаборатория доктора Уорда предоставила опыт в создании большой популяции нейронов с использованием индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК), полученных от одного донора-человека. Кейт Калдекотт, доктор философии из Университета Сассекса также поделился своим опытом в области восстановления одиночных разрывов цепи.

Обе лаборатории сейчас более внимательно изучают механизмы восстановления, участвующие в обращении нейрональных SSB, и потенциальную связь с дисфункцией и дегенерацией нейронов.

Оцените статью
PerelomaNet.ru
Задайте вопрос