Проблемът със сгъването, който никой не е забелязвал
Хайде да ви разкажа нещо наистина любопитно. Когато учените говорят за болестта на Алцхаймер, сигурно сте чували за амилоидните плаки и тау- протеините - тези лепкави натрупвания в мозъка. Те са във фокуса на изследвания от десетилетия. Но ето каква е работата: дори когато лекарствата се насочат към тези белези, ние все още нямаме лек.
Защото може би сме пропускали нещо фундаментално. И наистина имам предвид фундаментално - възможно е да сме пренебрегвали как нашата ДНК се сгъва физически в мозъчните ни клетки.
Точно това предполага това ново изследване.
Представете си ДНК като оригами
Нека ви направя една картина. Вероятно си представяте ДНК като дълга, усукана стълба, нали? Е, работата не е точно такава. Нашата ДНК всъщност е сгъната и смачкана в невероятно сложна триизмерна структура - като парче оригами, което е било прегънато милион пъти.
Това не е просто случайно опаковане обаче. Начинът, по който ДНК се сгъва, определя кое гени се включват и изключват. Когато определени участъци от ДНК са прибрани и недостъпни, гените в тези области остават мълчаливи. Когато примки и гънки сближат отдалечени парчета генетичен код, нещата могат да се активират.
Учените вече знаеха, че това сгъване има значение. Но какво откри това ново проучване? При хора с болестта на Алцхаймер, тази триизмерна организация на генома се нарушава. Чистите граници между "активни" и "неактивни" региони на ДНК започват да се размиват и разпадат.
Как изобщо са стигнали до това?
Тук нещата стават технически впечатляващи. Изследователският екип - от Carnegie Mellon, Университета в Питсбърг и Вашингтонският университет - е разработил доста сложен подход.
Те са използвали техника, наречена GAGE-seq, която позволява на учените да измерват както активността на гените, така и начина на сгъване на ДНК в една и съща конкретна клетка. След това са добавили пространствени транскриптомни карти, които по същество създават GPS за генната активност в рамките на реална мозъчна тъкан.
Но ето кое е наистина готиното: те също така са създали AI инструмент на име Hicformer, за да помогне да се разбере смисълът на всички тези данни. Предствете си го като преводач, който помага да се свържат точките между структурата на генома и гените, които реално работят.
Защо това е по-важно, отколкото изглежда
Ето частта, която ме вълнува. Ние подхождаме към изследванията на Алцхаймер малко като да поправяме кола, като гледаме само една част от двигателя. Амилоидът и тау протеинът? Те несъмнено са важни. Но те може да са повече като симптоми, а не като основна причина.
Това изследване предполага, че начинът, по който нашият геном се организира, може да е част от действителната молекулярна патология на Алцхаймер. То добавя съвсем ново измерение към разбирането ни за това какво точно се обърква.
Един изследовател го каза много добре: Алцхаймер не може да се разбере " един слой по един". Трябва да гледаме няколко нива едновременно - как геномът се сгъва, какво правят клетките и контекста на тъканта - всичко наведнъж.
По-голямата картина
Това не означава, че утре ще се събудим с ново лечение. Науката се движи бавно и има още много какво да се разбере. Но това изследване дава на учените съвсем нов набор от мишени за проучване.
Вместо просто да се опитваме да премахнем плаките и заплетените протеини, може би бъдещите лечения могат да се фокусират върху помагане на генома да поддържа правилната си организация. Или може би можем да използваме тези промени в триизмерното сгъване като ранни предупредителни знаци - биомаркери, които да ни помогнат да открием Алцхаймер преди дори да са се появили симптомите.
За нещо, което в момента засяга над седем милиона американци (и тези числа продължават да растат), се нуждаем от всяка нова гледна точка, която можем да получим.
Като заключение
Не знам какво мислите вие, но аз намирам това изследване за искрено обнадеждаващо. Всеки път, когато откриваме нещо ново за това как работят болестите на фундаментално ниво, отваряме възможности, които преди не съществуваха.
Геномът не е просто статичен набор от инструкции - той е динамична, триизмерна структура, която реагира на и влияе върху всичко, случващо се в нашите клетки. И сега знаем, че тази структура има значение при болестта на Алцхаймер.
Това е доста голяма работа.
Източник: ScienceDaily - "Учени откриват нов слой на Алцхаймер, скрит в генома