Neurony nie posiadają zdolności replikacji swojego DNA, więc muszą nieustannie reperować uszkodzenia swojego genomu. Badania przeprowadzone przez naukowców z instytut badawczego Salka udowodniły, iż naprawy nie cechuje przypadkowość, a raczej skupienie się na ochronie pewnych genetycznych „gorących punktów”, które wydają się mieć kluczową rolę w tożsamości i funkcjonowaniu neuronów.
Opublikowane w czasopiśmie Science z 2 kwietnia 2021 r. odkrycia pozwalają inaczej spojrzeć na neurodegeneracje oraz struktury genetyczne związane ze starzeniem i mogą pomóc opracować potencjalne, pionierskie terapie chorób związanych ze starzeniem się, takie jak choroba Alzheimera, Parkinsona. Profesor i prezes Salka Rusty Gage mówi: „Te badania po raz pierwszy pokazują, że istnieją sekcje genomu, którym neurony nadają priorytet, jeśli chodzi o naprawę”. Według niego odkrycie to może pomóc zmienić sposób w jakim postrzegaliśmy wiele związanych z wiekiem chorób układu nerwowego.
Neurony w przeciwieństwie do innych komórek, nie zastępują się z czasem, co czyni je jednymi z najdłużej żyjących komórek w ludzkim ciele. Dzięki swojej długowieczności są w stanie reperować swoje DNA oraz zachowywać swoją funkcję przez lata długiego, ludzkiego życia. Jednak ich zdolność do naprawy maleje z wiekiem, czego wynikiem są takie choroby jak Alzheimer i Parkinson.
Aby dowiedzieć się w jaki sposób neuronu utrzymują zdrowie genomu, autorzy badania opracowali nową technikę – Repair-seq. Polegała ona na wyprodukowaniu neuronów z komórek macierzystych oraz karmieniu ich syntetycznymi nukleozydami, które służą jako budulec DNA. Później te sztuczne nukleozydy odnajduję się poprzez sekcjonowanie DNA oraz obrazowanie, które pokazuje, gdzie są one wykorzystywane do odbudowy DNA uszkodzonego w naturalnych procesach komórkowych. Wyniki badań zaskoczyły naukowców. Chociaż się oni spodziewali, że neurony ustalają priorytet napraw, to byli bardzo zaskoczeni tym, jak jak bardzo neurony skupiały się na ochronie określonych odcinków genomu. Podczas gdy poprzednie badania skupiały się głównie na identyfikacji odcinków DNA, które ulegają uszkodzeniom genetycznym, tym razem po raz pierwszy naukowcy szukali miejsc, w których genom jest silnie naprawiany.
Współautor i korespondent Dylan Reid powiedział: ” Dzięki temu, że zmieniliśmy paradygmat z szukania uszkodzeń na szukanie naprawy udało nam się znaleźć te gorące punkty”. Według niego jest to zupełnie nowa biologia mogąca zmienić sposób w jaki postrzegamy neurony w układnie nerwowym, ale także mogąca przysporzyć się do znalezienia sposobu leczenia chorób związanych z wiekiem. Zrozumienie, które obszary w genomie są podatne na uszkodzenia, to bardzo ekscytujący temat Sekwencja naprawcza może stać się potężnym narzędziem do badań odnośnie integralności genomu, szczególnie w odniesieniu do starzenia się i chorób.
