在神经元中发现的DNA损伤“热点”

在神经元中发现的DNA损伤“热点”

2021年3月25日星期四

NIH实验室合作开发用于研究基因组DNA损伤和修复的新方法

什么:

国家卫生研究院的研究人员(NIH)在神经元的DNA中发现了累积某种类型的损伤(称为单链断裂或SSBS)的特异性区域。 SSB的这种积累似乎是神经元的独特性,并且它挑战了普遍理解的关于DNA损伤的原因及其对神经变性疾病的潜在影响的挑战。

因为神经元需要相当多的氧气能够正常发挥作用,所以它们暴露于能够在细胞内损坏DNA的高水平自由基毒性化合物。通常情况下,这种伤害随机发生。然而,在这项研究中,神经元内的损伤通常在称为“增强剂”的特定区域内发现,其控制附近基因的活性。

像神经元一样的完全成熟细胞不需要所有的基因在任何时候都活跃。细胞可以控制基因活性的一种方法涉及在DNA的特定构建块上存在或不存在称为甲基的化学标签。接近神经元的检查显示,当除去甲基时,发生了大量的SSBS,这通常使得可用于活化的基因。

研究人员提出的解释是从DNA本身的除去甲基产生SSB,并且神经元在准备好的修复机制时可以在发生时损坏。这挑战了DNA损坏本质上的常见智慧是一种待预防的过程。相反,至少在神经元中,它是切换基因的正常过程的一部分。此外,它意味着修复过程中的缺陷,而不是DNA损伤本身,可能导致发育或神经变性疾病。

通过两个实验室之间的合作,可以实现这项研究 NIH:由Michael E. Ward,M.D.,Ph.D.在国家神经系统疾病和中风研究所()另一个由Andre Nussenzweig,Ph.D.在国家癌症研究所(NCI.)。 Nussenzweig博士开发了一种在基因组内映射DNA误差的方法。这种高度敏感的技术需要相当数量的细胞,以便有效地工作,并且沃德的实验室博士提供了使用源自一种人类供体的诱导多能干细胞(IPSC)产生大量神经元的专业知识。 Keith Caldecott,Ph.D.在苏塞克斯大学也提供了他在单支休息修复途径中的专业知识。

这两位实验室现在在逆转神经元SSBS的修复机制中更密切地看着与神经元功能障碍和变性的潜在连接。

WHO:

Michael E. Ward,M.D.,Ph.D.,调查员,

andre nussenzweig,ph.d.,基因组诚信的实验室, NCI.

文章:

wu w.等。神经元增强剂是DNA单链断裂修复的热点。 2021年3月25日。 自然。 DOI: 10.1038 / S41586-021-03468-5  

这项研究得到了支持的支持 NIH//NCI. 历史研究 课程,A. NIH 美国国防部境内灵活奖,Chan Zuckerberg倡议,Packard Als Center,英国医学研究委员会,癌症研究 - 英国,ERC高级调查员奖,皇家社会Wolfson Research Merit奖,以及埃里森医疗基金会高级老化奖学金。

此媒体可用性描述了基本的研究发现。基础研究增加了我们对人类行为和生物学的理解,这是对预防,诊断和治疗疾病的新的和更好的方法。科学是一种不可预测和增量的过程 - 每种研究都会在过去的发现上建立,通常以意想不到的方式。没有基础基础研究的知识,最具临床进步是不可能的。

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是国家对大脑和神经系统研究的领先资助。任务 是寻求关于大脑和神经系统的基本知识,并利用该知识来减少神经疾病的负担。

有关 国家健康研究院(NIH): NIH该公司的医学研究机构包括27个机构和中心,是美国卫生和人类服务部的一部分。 NIH是主要联邦机构进行基础,临床和翻译医学研究,并正在研究常见和罕见疾病的原因,治疗和治疗。有关NIH及其程序的更多信息,请访问 //www.gratlusbc.net.

显示DNA修复途径的激活的神经元的荧光图像

神经元中的DNA损伤修复
神经元(标记为紫色)显示有源DNA修复过程的迹象(以黄色标记)。细胞'DNA本身在青色标记(在此图像中,青色和黄色之间的重叠出现为绿色)。
图像由病房实验室提供,聂德斯