Alzheimer niszczy trójwymiarową strukturę DNA w komórkach mózgu – odkrycie naukowców z Carnegie Mellon Uniwersytet może otworzyć nowe drogi leczenia

Badanie opublikowane w lipcu 2025 roku w czasopiśmie Science (DOI: 10.1126/science.adz1652) przez naukowców z Carnegie Mellon University, University of Pittsburgh oraz University of Washington ujawniło, że choroba Alzheimera w fundamentalny sposób zaburza trójwymiarowe składanie DNA wewnątrz pojedynczych komórek mózgu. To zaburzenie, które nazwano „zwiększonym wymieszaniem przedziałów” (ang. increased compartment mingling), jest powiązane z niższą aktywnością genów i może wskazywać na nowe cele terapeutyczne .

Co odkryto: fałdowanie genomu w trzech wymiarach ulega zachwianiu

Ludzki genom nie jest przypadkową plątaniną DNA. Wewnątrz jądra komórkowego chromosomy składają się w wyraźne, trójwymiarowe sąsiedztwa. Duże fragmenty aktywnego DNA są normalnie przechowywane w oddzielnych „przedziałach” od nieaktywnego DNA – taka struktura zapewnia, że odpowiednie geny są włączane we właściwych komórkach.

Mapując trójwymiarowe składanie DNA w pojedynczych komórkach mózgu osób z chorobą Alzheimera, badacze odkryli, że ta organizacja załamuje się. Aktywne i nieaktywne przedziały genomu stają się mniej wyraźne i bardziej wymieszane w porównaniu do komórek osób zdrowych .

Kluczowe ustalenia:

• Mniej kontaktów DNA na krótkim dystansie, więcej na długim dystansie w kilku typach komórek mózgowych.
• Większe wymieszanie wiązało się ze zmniejszoną ekspresją genów, szczególnie w programach genów neuronalnych i synaptycznych.
• Reorganizacja była powiązana z osłabieniem kontaktów między genami a ich elementami regulującymi .

Wzór: „Zwiększone wymieszanie przedziałów”

Zespół ukuł termin , aby opisać zaobserwowane zaburzenie. Ten wzór – charakteryzujący się mieszaniem aktywnych i nieaktywnych sąsiedztw genomowych – był obecny w wielu typach komórek w mózgach osób z chorobą Alzheimera, a stopień wymieszania korelował z nasileniem utraty ekspresji genów .