“垃圾”DNA可能隱藏著開關(guān)，使阿爾茨海默病得以發(fā)作

影響細胞基因活性的DNA“開關(guān)”可能對理解和治療至關(guān)重要阿爾茨海默病研究人員在專門的腦細胞中識別出150多個控制信號，這些細胞稱為星形膠質(zhì)細胞。

星形膠質(zhì)細胞為一種通常會受損的神經(jīng)元在阿爾茨海默病.這些輔助細胞之前已被鏈接研究發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細胞不僅可能失去幫助，甚至可能有害。

這項由澳大利亞新南威爾士大學(xué)（UNSW）團隊領(lǐng)導(dǎo)的新研究，有望為星形膠質(zhì)細胞失效的原因并讓阿爾茨海默病發(fā)作——甚至有可能學(xué)會如何進行修復(fù)。

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新發(fā)現(xiàn)涉及被稱為增強子（促進基因表達的開關(guān)）和調(diào)控相互作用（增強子與其控制基因之間的信號）。

增強子位于我們DNA的非編碼或所謂垃圾部分：有這里沒有真正的基因但實際上有許多生物學(xué)上的調(diào)節(jié)器和杠桿控制著基因。

“當(dāng)研究人員尋找能解釋高血壓等疾病的基因變化時，糖尿病——還有像阿爾茨海默病這樣的精神和神經(jīng)退行性疾病——我們往往不是基因本身發(fā)生變化，而是介于兩者之間。”他說新南威爾士大學(xué)分子生物學(xué)家伊琳娜·沃伊尼亞古。

研究人員使用了一種名為CRISPRi的遺傳工具，可以靜音DNA片段，無需永久切斷它們.該工具被用來研究實驗室培養(yǎng)的星形膠質(zhì)細胞，測試了近千個星形膠質(zhì)細胞的功能DNA區(qū)域被認為含有增強劑。

增強子通常遠離它們控制的基因，因此難以研究以及目錄——因此能夠直接獲得連接性和信號傳遞的證據(jù)跨基因組非常重要。

“我們用CRISPRi關(guān)閉星形膠質(zhì)細胞中的潛在增強子，看看是否改變了基因表達，”他說分子遺傳學(xué)家妮可·格林，來自新南威爾士大學(xué)?！叭绻娴挠校俏覀兙椭勒业搅斯δ茉鰪娮?，就能找出它控制的基因——或多條基因?！?/p>

“我們測試的大約150種潛在增強劑都是這樣。值得注意的是，這些功能增強劑中有很大一部分控制了與阿爾茨海默病相關(guān)的基因。”

隨著潛在序列的識別，人工智能系統(tǒng)現(xiàn)在可以訓(xùn)練以發(fā)現(xiàn)更多增強子。未來，這些DNA線路圖應(yīng)該更容易更快地拼湊起來。

“我們還沒談到療法，但除非你先理解電路圖，否則無法開發(fā)。這正是我們對星形膠質(zhì)細胞基因調(diào)控回路的更深入了解。”他說沃伊尼古。

需要注意的是，這里識別的增強子是星形膠質(zhì)細胞特有的，需要更多實驗來確定這些增強子在星形膠質(zhì)細胞過度活躍時是否與阿爾茨海默病患者類似。

阿爾茨海默病極其復(fù)雜而失控的星形膠質(zhì)細胞——以及調(diào)控它們的基因——只是更大圖景的一部分。然而，這項研究代表了對相關(guān)基因及其可能被調(diào)整以預(yù)防阿爾茨海默病的又一重大進展。

該研究已發(fā)表于自然神經(jīng)科學(xué).

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