Tim istraživača je otkrio da je trodimenzionalna organizacija DNK u određenim moždanim ćelijama narušena kod Alcajmerove bolesti, što menja aktivnost gena. Istraživanje, objavljeno u Science, koristilo je GAGE-seq, prostorno mapiranje i AI model Hicformer na postmortem prefrontalnom korteksu. Otkriveno je povećano mešanje kompartmenata, slabije veze između gena i regulatornih elemenata i promene u mikrogliji povezane sa starenjem ćelija. Nalaz uvodi genomski raspored kao novi sloj u biologiji bolesti i otvara puteve za dalja istraživanja i moguće terapijske ciljeve.
Skriveni trag kod Alcajmerove bolesti: 3D arhitektura DNK narušena u ćelijama mozga
An illustration of a human brain.
Naučnici su otkrili da je trodimenzionalna organizacija DNK unutar određenih moždanih ćelija promenjena kod Alcajmerove bolesti, što može menjati koji se geni uključe i isključe. Ovaj nalaz otkriva novu, prethodno neprepoznatu dimenziju bolesti i otvara mogućnosti za dalja istraživanja i potencijalne terapijske pristupe.
Ko je uradio istraživanje i šta su koristili
Tim istraživača sa Carnegie Mellon University, University of Pittsburgh i University of Washington analizirao je postmortem uzorke prefrontalnog korteksa od osoba sa i bez Alcajmerove bolesti. Koristili su tehniku GAGE-seq koja istovremeno meri transkriptom i trodimenzionalne kontakte genoma u istoj ćeliji, i kombinovali je sa prostornim mapiranjem koje prikazuje gde se aktivnost gena odvija u netaknutom tkivu. Takođe su razvili AI model nazvan Hicformer za dublju analizu kako presavijanje genoma utiče na ponašanje ćelija.
Glavni nalazi
Istraživači su otkrili da se u ćelijama obolelih od Alcajmera granice između aktivnih i neaktivnih genomskih regija zamagljuju — obrazac koji su nazvali povećano mešanje kompartmenata. Neki tipovi ćelija pokazali su manje kontakata između susednih delova DNK i više kontakata između udaljenijih regiona. Ćelije sa većim mešanjem obično su imale nižu ukupnu genetsku aktivnost.
Tim je takođe zabeležio slabije veze između gena i njihovih regulatornih elemenata, smanjenu aktivnost gena povezanih sa neuronima, sinapsama, metabolizmom i odgovorom na ćelijski stres, kao i specifične promene u mikrogliji koje su povezane sa starenjem ćelija.
Dr Lucy Hooper, nezavisna lekarka, istakla je da su studije urađene na ljudskim ćelijama posebno važne jer mnogo postojećih saznanja o Alcajmeru dolazi iz modela na životinjama, koji se razlikuju od ljudske biologije.
Zašto je ovo važno
Otkriće reorganizacije genomske arhitekture postavlja dodatni sloj u razumevanju biologije Alcajmerove bolesti i daje istraživačima okvir za ispitivanje koje strukturne promene direktno doprinose razvoju bolesti. Ako se neke od ovih promena pokažu kao uzročne, pogođeni regulatorni regioni mogli bi postati cilj budućih terapija usmerenih na epigenetske mehanizme.
Reference: Zhang, Y. i saradnici (2026). Single-cell multiomics connects 3D genome and transcriptome alterations in Alzheimer's disease. Science. DOI: 10.1126/science.adz1652.
Pomozite nam da budemo bolji.
