كيف يدمّر ألزهايمر البنية ثلاثية الأبعاد للحمض النووي في خلايا المخ؟

كشفت دراسة نُشرت في مجلة Science في يوليو 2025 (DOI: 10.1126/science.adz1652) من باحثين في جامعة كارنيغي ميلون وجامعة بيتسبرغ وجامعة واشنطن، أن مرض ألزهايمر يعطل بشكل جذري الطي ثلاثي الأبعاد للحمض النووي (DNA) داخل خلايا المخ الفردية. أطلق العلماء على هذا الاضطراب اسم "زيادة خلط الحجرات الجينية" (increased compartment mingling)، والذي يرتبط بانخفاض النشاط الجيني وقد يمهد الطريق لأهداف علاجية جديدة .

ماذا وجدت الدراسة: طي الجينوم ثلاثي الأبعاد يضطرب

الجينوم البشري ليس مجرد خيوط عشوائية متشابكة من الحمض النووي. داخل نواة الخلية، تنطوي الكروموسومات (الصبغيات) لتشكل أحياء جينية (neighborhoods) مميزة ثلاثية الأبعاد. عادةً، تُحفظ مساحات كبيرة من الحمض النووي النشط في "حجرات" منفصلة عن الحمض النووي الخامل، وهو ترتيب يضمن تشغيل الجينات الصحيحة في الخلايا المناسبة.

عند رسم خرائط الطي ثلاثي الأبعاد للحمض النووي في خلايا مخ فردية لأشخاص مصابين بألزهايمر، اكتشف الباحثون أن هذا التنظيم ينهار. تصبح الحجرات الجينية النشطة والخاملة أقل تميزاً وأكثر اختلاطاً مقارنة بخلايا الأشخاص الأصحاء .

النتائج الرئيسية:

• انخفاض الاتصالات قصيرة المدى وزيادة الاتصالات بعيدة المدى عبر عدة أنواع من خلايا المخ.
• ارتبط الاختلاط الأكبر بانخفاض التعبير الجيني، خاصة في البرامج الجينية الخاصة بالخلايا العصبية والتشابكات العصبية.
• ارتبطت إعادة التنظيم بـ ضعف الاتصالات بين الجينات وعناصرها التنظيمية .

النمط: 'خلط الحجرات الجينية'

صاغ الفريق مصطلح "زيادة خلط الحجرات الجينية" لوصف هذا الاضطراب. هذا النمط، الذي يتسم باختلاط الأحياء الجينية النشطة والخاملة، وُجد في أنواع متعددة من الخلايا في أدمغة مصابي ألزهايمر، وارتبطت درجة الاختلاط بشدة فقدان التعبير الجيني .