Science：大脑细胞对DNA的修复揭示了衰老和疾病的热点
DNA损伤修复是细胞维持正常功能的关键机制。然而，对于人体内寿命最长的神经元（神经细胞）来说，由于缺乏DNA复制的能力，使得它们只能依靠有限的DNA修复机制来维持基因组的完整性。本已经有限的修复机制还会随着年龄的增长而衰退，这就解释了为什么人在衰老时会患上与年龄相关的神经退行性疾病，如：老年痴呆症和帕金森症等。但在此过程中，基因组的不稳定性是如何产生的，以及神经元和其他长寿细胞会进化出什么策略来保护它们的基因组稳定性科学家们对此还知之甚少。
2021年4月2日，美国索尔克研究所的研究人员在国际顶尖学术期刊 Science 上发表了的一项题为：Incorporation of a nucleoside analog maps genome repair sites in postmitotic human neurons 的研究论文。
该研究发现，神经元会将有限的修复机制用在“刀刃”上，重点修复与衰老和疾病相关的“热点”区域，而这些基因组位点也始终处于修复工作的最前端，因为它们在神经功能中发挥着关键作用。
这项研究结果为衰老和神经退行性病变的遗传结构提供了重要见解，并为开发阿尔茨海默症、帕金森症和其他与年龄相关疾病的疗法开辟了新的途径。
该研究的通讯作者、索尔克研究所所长 Rusty Gage 教授说：“这项研究首次表明，当涉及到修复时，神经元会优先考虑基因组的某些关键部分。这些发现改变了我们对许多与年龄有关的神经系统疾病的看法，并有可能探索将DNA修复作为一种新的治疗方法。”
为了理解神经元在衰老过程中如何保持基因组的稳定性，研究人员开发了一种在人类胚胎干细胞诱导的神经元基因组中定位DNA修复的方法，他们称之为“Repair-seq”。他们从干细胞中制造出神经元，并加入合成核苷类似物。这些人造核苷可以通过DNA测序和成像被发现，以显示出神经元使用它们修复被正常细胞过程损坏的DNA的位点。
研究人员对神经元如此专注于保护基因组的关键部分感到惊讶。研究共同通讯作者 Dylan Reid 表示：“这真的是难以置信！我们看到的是的非常清晰的修复区域。这些'热点’上的蛋白质与神经退行性疾病有关，也与衰老有关。”