النقاط الساخنة لإصلاح الحمض النووي والخرف الدماغي ، حدد العلماء الجينات الأساسية المشاركة في سلامة الجينوم والخرف
العمر والدماغ
بالنسبة لمعظمنا، يعتبر الخرف فترة تغيرات غير مرغوب فيها. في حين أن مدى هذه التغييرات يختلف بالنسبة لكل واحد منا – بسبب العوامل الوراثية والتمثيل الغذائي ونمط الحياة والبيئة، من بين أمور أخرى – هناك اتجاهات عامة.
جهاز المناعة لدينا يتلاشى، ويزداد خطر الإصابة بالسرطان، وتكافح الأنسجة العضلية للحفاظ على مظهرها الشاب، وتصبح المفاصل أكثر صلابة، والذاكرة أكثر حدة مما كانت عليه من قبل. حتى الميكروبيوم والجلد وشكل الجسم يتغير.
لكن ربما تحدث التغييرات الأكثر رعبا في أدمغتنا.
الخرف مصطلح شامل يشمل عدة حالات مرتبطة بتقدم العمر، يتميز كل منها بتدهور تدريجي في القدرات المعرفية، مثل الذاكرة والكلام. مرض الزهايمر هو السبب الأكثر شيوعا للخرف، ويمثل أكثر من نصف جميع الحالات.
ولكن حتى لو وضعنا جانباً الحالات العصبية مثل الخرف، فإن أدمغتنا لا تزال تتغير مع مرور الوقت خارج نطاق متناولنا. يتقلص حجم الدماغ،
ويزداد خطر الإصابة بالسكتة الدماغية، وتصبح المادة البيضاء في الدماغ أكثر عرضة للإصابة بالآفات. يمكننا أن نرى أن نشاط الجينات في الدماغ يتغير أيضًا مع تقدمنا في العمر.
الشيء الوحيد الذي يجعل الدماغ البالغ ضعيفا للغاية – إلى جانب تعقيده وترابطه – هو أن الخلايا العصبية بشكل عام لا تتكاثر. (هناك حالات لتكوين الخلايا العصبية لدى البالغين، لكنها منخفضة المستوى إلى حد ما ومقيدة بمنطقتين محددتين في الدماغ: الحُصين والمنطقة تحت البطينية).
لذلك فإن الخلايا العصبية لدينا لديها آليات إصلاح جيدة بشكل أفضل.
إصلاح البقع الساخنة
لحسن الحظ، تمتلك عصبوناتنا بالفعل آليات ممتازة لإصلاح الحمض النووي. قد لا تتكاثر وتتراكم أخطاء الحمض النووي من خلال الأخطاء التكرارية، ولكن هناك الكثير من الإجهاد التأكسدي في هذه الخلايا النشطة.
للأسف، حتى أفضل آلية إصلاح لا يمكنها إصلاح كل شيء طوال الوقت. نعلم جميعا أنه إذا كانت لدينا قائمة مهام طويلة جدا بالنسبة للوقت والموارد المتاحة لدينا، فيجب اتخاذ الخيارات.
تبين أن آليات إصلاح الحمض النووي لدينا تفعل الشيء نفسه.
تُظهر دراسة جديدة تطوير Repair-seq ، وهي طريقة تسمح للعلماء بتحديد موقع إصلاح الحمض النووي في جينوم الخلايا العصبية المشتقة من الخلايا الجذعية.
أعطيت هذه الخلايا العصبية، التي تم انتزاعها في المختبر من الخلايا الجذعية، مغتسلا لطيفا من النيوكليوسيدات – الكتل الأساسية للحمض النووي. كان أحد أنواع النيوكليوسيد عبارة عن dopplegänger اصطناعي من thymidine، وهو حرف T من الأبجدية المكونة من أربعة أحرف للحمض النووي (EdU ، أو 5-ethynyl-2’-deoxyuridine ، إذا كنت مهتمًا).
يمكن بسهولة رصد هذا النوكليوسيد الاصطناعي من خلال طرق التصوير الخاصة بالحمض النووي، مما يسمح للباحثين بمعرفة أين تم دمجه في الحمض النووي من خلال الإصلاح.
الآن بعد أن تمكن الباحثون من رؤية كيفية توزيع إصلاح الحمض النووي عبر الجينوم، أصبح من الواضح أن هناك أماكن كانت فيها آليات الإصلاح تتماوج بوتيرة أعلى بكثير من الصيانة الخلفية المنتظمة: النقاط الساخنة لإصلاح الحمض النووي (DRHs).
في المجمل، تم تحديد موقع حوالي 65000 نقطة ساخنة من هذا القبيل. يبدو كثيرا، لكنهما معا يشكلان حوالي 2 بالمائة فقط من الجينوم.
بعد تحديد الغرض من رمز النقاط الساخنة لإصلاح الحمض النووي DRHs، لاحظ العلماء أن أكثر المناطق التي تم إصلاحها بشدة كانت الأماكن التي من المعروف أن علامات الميثيل مرتبطة بها (هذه طريقة لتنظيم نشاط الجين جينيا).
تبين أن العديد من هذه المناطق وُضعت على جينات تشارك في هوية الخلايا العصبية ووظيفتها. يُعتقد أيضا أن بعض هذه الجينات المسببة في مرض الزهايمر.
أخيرا ، أصبحت DRHs أكثر نشاطا مع تقدم العمر. شيخوخة الخلايا ← مزيد من الضرر + إصلاح أقل كفاءة للحمض النووي = الحاجة للمزيد من نشاط الإصلاح.
توضح نتائجنا بشكل قاطع وجود DRHs المتكررة في الخلايا العصبية بعد الانقسام الخيطي واقترحت أنها لعبت دورا رئيسيا في هوية الخلايا العصبية ووظيفتها … قد يساعد الاكتشاف المحتمل لهذه المواقع في أنواع الخلايا الأخرى في فهمنا لكيفية تقدم العمر.
يمكن أن تؤدي التغييرات ذات الصلة في تنظيمها إلى الخرف التفاضلي أو تطور المرض في أنواع الأنسجة الأخرى.
اقرأ أيضاً… لقاح سرطان الدماغ في القريب العاجل
اقرأ أيضاً… اوقفوا الجوال من حرق الدماغ | هذه الطريقة ستحميكم!
