อัลไซเมอร์ทำให้การพับตัวของดีเอ็นเอในเซลล์สมองผิดเพี้ยน ‘ย่าน’ ที่ทำงานและไม่ทำงานปนกันเละเทะ

การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science เดือนกรกฎาคม ปี 2025 (DOI: 10.1126/science.adz1652) โดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Carnegie Mellon, มหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์ก และมหาวิทยาลัยวอชิงตัน ได้เผยให้เห็นว่าโรคอัลไซเมอร์ส่งผลกระทบต่อการพับตัวสามมิติของดีเอ็นเอภายในเซลล์สมองแต่ละเซลล์อย่างรุนแรง การพังทลายของโครงสร้างนี้ ซึ่งทีมวิจัยขนานนามว่า "increased compartment mingling" (การปนกันของย่านโครโมโซมที่เพิ่มขึ้น) มีความเชื่อมโยงกับการทำงานของยีนที่ลดลง และอาจนำไปสู่การค้นหาเป้าหมายการรักษาแบบใหม่ได้

การค้นพบ: โครงสร้างจีโนม 3 มิติพังทลาย

จีโนมมนุษย์ไม่ได้เป็นเพียงเส้นดีเอ็นเอที่พันกันยุ่งเหยิง ภายในนิวเคลียสของเซลล์ โครโมโซมจะพับตัวเป็นย่าน (neighborhoods) สามมิติที่ชัดเจน โดยปกติแล้ว ดีเอ็นเอส่วนที่ทำงานอยู่ (active) และส่วนที่ไม่ทำงาน (inactive) จะถูกแยกไว้ใน "compartment" (ช่อง) ที่แตกต่างกัน เพื่อให้แน่ใจว่ายีนที่ถูกต้องจะทำงานในเซลล์ที่ถูกต้อง

ด้วยการทำแผนที่การพับตัวของดีเอ็นเอ 3 มิติในเซลล์สมองเดี่ยวจากผู้ป่วยอัลไซเมอร์ นักวิจัยค้นพบว่าการจัดระเบียบนี้พังทลายลง โดย compartments ที่ทำงานอยู่และไม่ทำงานเริ่มแยกจากกันไม่ชัดเจนและปนเปกันมากขึ้น เมื่อเทียบกับเซลล์จากบุคคลที่มีสุขภาพดี

ผลการค้นพบสำคัญ:

• การสัมผัสของดีเอ็นเอระยะสั้นลดลง ขณะที่การสัมผัสระยะไกลเพิ่มขึ้น ในเซลล์สมองหลายประเภท
• การปนกันที่มากขึ้นสัมพันธ์กับการแสดงออกของยีนที่ลดลง โดยเฉพาะในโปรแกรมยีนที่เกี่ยวข้องกับเซลล์ประสาทและไซแนปส์
• การจัดระเบียบใหม่นี้เชื่อมโยงกับ การสัมผัสที่อ่อนแอลงระหว่างยีนกับองค์ประกอบควบคุมการทำงานของมัน

รูปแบบการพังทลาย: 'การปนกันของย่านโครโมโซม' (Increased Compartment Mingling)

ทีมวิจัยบัญญัติศัพท์คำว่า "increased compartment mingling" เพื่ออธิบายถึงความผิดปกตินี้ รูปแบบนี้มีลักษณะเฉพาะคือการปนเปกันของย่านจีโนมที่ทำงานอยู่และไม่ทำงาน ซึ่งพบได้ในเซลล์สมองหลายประเภทในสมองของผู้ป่วยอัลไซเมอร์ และระดับของการปนกันนี้มีความสัมพันธ์โดยตรงกับความรุนแรงของการสูญเสียการแสดงออกของยีน