神经元缺乏复制其DNA的能力，因此它们会不断修复其基因组的损伤。现在，索尔克大学的科学家们进行的一项新研究发现，这些修复不是随机的，而是专注于保护某些基因“热点”，这些“热点”似乎在神经识别和功能中发挥着关键作用。
该研究结果发表在《科学》杂志上，为衰老和神经退行性病变的遗传基因结构提供了新的见解，并可能为阿尔茨海默氏症、帕金森症和其他与年龄相关的痴呆症等疾病的潜在新疗法的开发指明了方向。
索尔克大学科学家表示：“这项研究首次表明，神经元在修复方面会优先考虑基因组的各个部分。我们很高兴这些发现有可能改变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修复作为一种治疗方法。”
与其他细胞不同，神经元通常不会随着时间的推移而自我替换，这使其成为人体内寿命最长的细胞之一。它们的寿命使它们在衰老过程中修复DNA的损伤变得更加重要，以便在人类生命的几十年中保持其功能。随着年龄的增长，神经元进行基因修复的能力下降，这可以解释为什么人们会患上老年痴呆症和帕金森症等与年龄有关的神经退行性疾病。
为了研究神经元是如何维持基因组健康的，研究人员开发了一种称为“修复序列”的新技术。该研究小组从干细胞中制造出神经元，并向它们喂食合成核苷（一种可作为DNA构件的分子）。这些人造核苷可通过DNA测序发现并成像，显示神经元使用它们修复被正常细胞破坏的DNA的位置。
研究人员称：“我们所看到的是难以置信的清晰的修复区域，非常集中的区域大大高于背景水平，位于这些“热点”上的蛋白质与神经退行性疾病有关，而且这些部位也与衰老有关。”
研究人员发现了大约个热点，覆盖了大约2％的神经元基因组。然后，他们使用蛋白质组学方法来检测在这些热点处发现了哪些蛋白质。当这些细胞用DNA破坏剂处理后，许多这些位点似乎是相当稳定的，并且发现最稳定的DNA修复热点与这些位点密切相关。最能预测神经元年龄的化学标签会附着（甲基化）。
之前的研究主要集中在识别DNA受损部分，但这是研究人员首次寻找基因组何处被严重修复。
研究员说：“我们把寻找损伤的模式转变为寻找修复，这就是为什么我们能够找到这些热点的原因。这确实是一种新的生物学，最终可能会改变我们对神经系统中神经元的理解，而我们了解得越多，就越能寻找解决与年龄相关疾病的治疗办法。”
担任年龄相关的神经退行性疾病研究中心主席的Gage补充说：“了解基因组中哪些区域容易受到损害是我们实验室非常激动人心的话题。我们认为修复序列将是一个强大的功能工具，我们将继续探索其他新方法来研究基因组完整性，特别是与衰老和疾病有关的基因组。”（编译/王慧兰）