Болезнь Альцгеймера нарушает 3D-укладку ДНК в клетках мозга: открытие «перемешивания компартментов»

Исследование, опубликованное в журнале Science в июле 2025 года (DOI: 10.1126/science.adz1652), показало, что болезнь Альцгеймера фундаментально нарушает трехмерную укладку ДНК внутри отдельных клеток мозга. Это открытие было сделано учеными из Университета Карнеги-Меллон, Университета Питтсбурга и Вашингтонского университета. Обнаруженное нарушение, названное «повышенным перемешиванием компартментов», связано со снижением активности генов и может указать на новые мишени для терапии .

Что обнаружили: нарушение 3D-укладки генома

Геном человека — это не случайное переплетение ДНК. Внутри ядра клетки хромосомы складываются в определенные трехмерные «районы». Большие участки активной ДНК обычно находятся в отдельных «компартментах» от неактивной ДНК. Такая структура гарантирует, что в нужных клетках включаются правильные гены.

Изучив трехмерную укладку ДНК в отдельных клетках мозга людей с болезнью Альцгеймера, исследователи обнаружили, что эта организация нарушается. Активные и неактивные компартменты генома становятся менее различными и сильнее перемешиваются по сравнению с клетками здоровых людей .

Ключевые находки:

• Меньше коротких и больше длинных контактов ДНК в нескольких типах клеток мозга.
• Большее перемешивание связано со снижением экспрессии генов, особенно в нейрональных программах.
• Реорганизация была связана с ослаблением контактов между генами и их регуляторными элементами .

Паттерн: «повышенное перемешивание компартментов»

Команда ввела термин «повышенное перемешивание компартментов», чтобы описать наблюдаемое нарушение. Этот паттерн, характеризующийся смешиванием активных и неактивных участков генома, присутствовал в нескольких типах клеток мозга при болезни Альцгеймера, причем степень перемешивания коррелировала с тяжестью потери экспрессии генов .