“Penyakit” Penyakit dan Penyakit yang lebih tua telah diungkapkan melalui cara sel-sel otak memperbaiki DNA-nya

Ilmuwan Salk menemukan perkembangan baru terkait dengan komplikasi neurodegeneratif dan potensi intervensi terapeutik.

Neuron tidak bisa sama seperti mereka DNA, jadi mereka bekerja penuh waktu untuk memperbaiki gen mereka. Sekarang, sebuah studi baru oleh para ilmuwan Salk telah menemukan bahwa reaksi ini tidak terjadi secara spontan, tetapi hanya berfokus pada pencegahan jenis penyakit “panas” lain yang tampaknya memainkan peran penting dalam mengidentifikasi aktivitas saraf.

Hasilnya, yang diterbitkan dalam edisi 2 April 2021 Ilmu, Memberikan informasi baru tentang area penuaan dan demensia, dan dapat mengatasi perkembangan terapi baru seperti Penyakit Alzheimer, Penyakit Parkinson dan gangguan terkait demensia lainnya.

Inti Neuron

Dalam model nuklir ini, titik terang menunjukkan kecenderungan genetik. Pendanaan: Salk Institute / Waitt Advanced Biophotonics Center

“Studi ini menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa ada bagian genom bahwa neuron memainkan peran kunci dalam rekonstruksi,” kata Profesor Salk dan Presiden Rusty Gage, salah satu penulis makalah tersebut. “Kami senang bahwa temuan ini dapat mengubah cara kami memandang sebagian besar gangguan penuaan dan mengevaluasi perbaikan DNA sebagai pilihan yang layak.”

Tidak seperti sel lain, neuron tidak mengubah dirinya sendiri dari waktu ke waktu, menjadikannya organisme hidup terpanjang di tubuh manusia. Umur panjang mereka membuatnya semakin penting bagi mereka untuk memperbaiki tumor dalam DNA mereka seiring bertambahnya usia, agar dapat terus berfungsi selama bertahun-tahun manusia. Dengan bertambahnya usia, kemampuan neuron untuk meregenerasi gen berkurang, yang dapat menjelaskan mengapa orang mengembangkan gangguan terkait usia seperti Alzheimer dan Parkinson.

Untuk melihat bagaimana neuron berinteraksi dengan kesehatan genom, penulis mengembangkan metode baru yang disebut Repair-seq. Tim mengembangkan neuron dari sel cairan dan memasukkannya ke produksi nukleosida – molekul yang bertindak sebagai untaian DNA. Nukleosida sintetis ini dapat diperoleh melalui pengurutan dan transkripsi DNA, yang menunjukkan neuron yang digunakan untuk memperbaiki DNA yang rusak dengan sistem sel normal. Sementara para ilmuwan berharap untuk melihat sebuah prioritas, mereka kagum pada seberapa baik neuron melindungi bagian-bagian tertentu dari genom.

“Apa yang kami lihat adalah area yang sangat tajam dan terorganisir dengan baik; area yang paling menarik perhatian adalah yang tertinggi dalam sejarah,” kata rekan penulis dan kolaborator Dylan Reid, mantan mahasiswa pascadoktoral Salk dan sekarang menjadi kolega di Vertex Pharmaceutics. “Protein yang hidup di daerah tropis rentan terhadap penyakit kardiovaskular, dan situs ini terkait dengan penuaan.”

Para penulis menemukan sekitar 65.000 titik panas yang terletak di sekitar 2 persen genom saraf. Dia kemudian menggunakan teknik proteinomik untuk mengidentifikasi protein yang ditemukan di daerah tropis, yang mempengaruhi banyak protein yang berhubungan dengan splic. (Ini terlibat dalam produksi protein lain.) Banyak dari situs ini tampak tidak stabil ketika sel dibantu oleh perusak DNA, dan DNA yang sangat protektif yang membakar situs yang ditemukan ditemukan terkait erat dengan daun yang mengikat label kimiawi. (“Methylation”). untuk menentukan usia saraf.

Rusty Gage dan Dylan Reid

Dari kiri: Rusty Gage dan Dylan Reid. Pendanaan: Salk Institute, Dylan Reid

Penelitian sebelumnya berfokus pada mengidentifikasi fragmen DNA yang rusak, tetapi ini adalah pertama kalinya para peneliti melihat di mana genom paling berkembang.

“Kami menganalisis paradigma dengan melihat kerusakan dengan melihat perbaikan, itulah mengapa kami dapat menemukan titik panas ini,” kata Reid. “Ini adalah biologi baru yang pada akhirnya dapat mengubah cara kita memahami neurotransmiter, dan semakin kita memahami ini, semakin kita dapat mencari cara untuk mengatasi penuaan.”

A Gage, salah satu pendiri Vi dan John Adler Chair for Research on Age-Related Neurodegenerative Disease, menambahkan, “Memahami area yang paling rentan adalah topik yang sangat menarik untuk lab kami. Kami pikir Reconstruction-seq akan menjadi alat penelitian yang ampuh, dan kami terus mencari cara baru untuk mempelajari integritas genom, terutama di bidang penuaan dan penyakit. “

Halaman: “Penggabungan peta analog nukleosida untuk memperbaiki tubuh kita di usus manusia” oleh Dylan A. Reid, Patrick J. Reed, Johannes CM Schlachetzki, Ioana I. Nitulescu, Grace Chou, Enoch C. Tsui, Jeffrey R. Jones, Sahaana Chandran, Ake T. Lu, Claire A. McClain, Jean H. Ooi, Tzu-Wen Wang, Addison J. Lana, Sara B. Linker, Anthony S. Ricciardulli, Shong Lau, Simon T. Schafer, Steve Horvath, Jesse R. Dixon, Nasun Hah, Christopher K. Glass dan Fred H. Gage, 2 April 2021, Ilmu.
DOI: 10.1126 / science.abb9032

Penulis lain dalam penelitian ini adalah Patrick Reed, Ioana Nitulescu, Enoch Tsui, Jeffrey Jones, Claire McClain, Simon Schafer, Grace Chou, Tzu-Wen Wang, Nasun Hah, Sahaana Chandran dan Jesse Dixon dari Salk; Johannes Schlachetzki, Addison Lana, dan Christopher Glass dari Universitas California, San Diego; Ake Lu dan Steve Horvath dari Universitas California, Los Angeles.

Studi ini didukung oleh American Heart Association, Paul G. Allen Frontiers Group, JPB Foundation, Dolby Foundation, Helmsley Charitable Trust, dan National Institutes of Health.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Menyelidiki lebih dalam tentang asal usul sinar kosmik dengan gerakan Brown geometris

Representasi skema sinar kosmik yang merambat melalui awan magnetik. Kredit: Salvatore Buonocore Model simulasi menyediakan langkah pertama dalam mengembangkan algoritma untuk meningkatkan metode deteksi. Sinar...

Penyerapan elektron terpisah yang ditangkap dalam film

Film menangkap gambar penangkapan elektron terpisah. Kredit: Javier Marmolejo Para peneliti di Universitas Gothenburg telah mengamati penyerapan satu elektron oleh tetesan melayang dengan amplitudo...

Perlindungan probiotik? Bakteri Usus Ditemukan Melindungi Usus Terhadap Virus COVID-19

Para peneliti dari Universitas Yonsei di Korea Selatan telah menemukan bahwa bakteri tertentu yang hidup di usus manusia mengeluarkan obat yang menghambat SARS-CoV-2. ...

Menggali sejarah populasi Neanderthal menggunakan DNA nuklir purba dari sedimen gua

Galeri patung gua di Spanyol utara. Penulis: Javier Trueba - film sains Madrid DNA mitokondria manusia purba telah diekstraksi dari deposit gua, tetapi nilainya...

Sakelar Semikonduktor Berpanduan Laser untuk Komunikasi Generasi Selanjutnya

Insinyur Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah menemukan jenis baru sakelar semikonduktor yang digerakkan oleh laser yang secara teoritis dapat mencapai kecepatan lebih tinggi pada...

Newsletter

Subscribe to stay updated.