「ランドマーク研究」は、おそらくアルツハイマー病を引き起こす脳細胞がDNAを改造することを示している

アルツハイマー病のない脳(左)および右脳(右)

ロバートフリードランド/科学者

私たちの体のほとんどの細胞とは異なり、脳内のニューロンは遺伝子をスクランブルすることができます。このゲノム改変は、脳のタンパク質レパートリーを拡大する可能性があるが、アルツハイマー病を促進する可能性もあるという研究結果が示唆されている。

オーストラリアのブリスベンにあるクイーンズランド大学の分子生物学者Geoffrey Faulknerは、「これは分子生物学における最大の発見の1つです」と語っています。 「それは画期的な研究です」と、大学のロンドンの臨床神経学者、Christos Proukakis氏は同意します。

科学者たちは、ある細胞が1970年代にDNAをシャッフルして編集できることを最初に発見しました。いくつかの免疫細胞は、病原体を検出または撃退するタンパク質をコードする遺伝子の一部を切断し、残りの断片を一緒にスプライシングして新しい品種を作ります。たとえば、B細胞は、潜在的に約1兆千億種類の抗体を産み出すことができ、膨大な範囲のバクテリア、ウイルス、および他の攻撃者を撃退することができます。

科学者たちは、このようなゲノムの改造(体細胞組換えと呼ばれる)が脳内で起こるというヒントを見てきました。ニューロンはしばしば互いに劇的に異なる。それらは、しばしばそれらのまわりの細胞よりも多くのDNAまたは異なる遺伝子配列を有する。

カリフォルニア州サンディエゴのSanford Burnham Prebys Medical Discovery Instituteの脳神経科学者Jerold Chunらは、脳の体細胞再結合の決定的証拠を調べるために、健康な高齢者6人および非遺伝型の7人の患者の脳から神経細胞を分析したほとんどの症例を占めるアルツハイマー病である。研究者らは、アルツハイマー病患者の脳における斑の発生源であるアミロイド前駆体タンパク質(APP)の遺伝子の異なるバージョンを細胞が有しているかどうかを調べた。 APPの遺伝子は、アルツハイマー病患者由来のニューロンが体細胞組換えによって生じる可能性のある遺伝子の余分なコピーを保持できることを示唆していたため、研究対象と考えられた。

科学者の新しい分析は、今日オンラインで報告されている 自然 、ニューロンが1つまたは2つのバリアントを運ぶようではないことを示している APP 遺伝子、しかし何千もの。いくつかの変更には、遺伝子コードを構成するDNAサブユニットである単一ヌクレオチド塩基を切り替えることが含まれていました。場合によっては、 APP 遺伝子変異体はDNAの塊を投棄し、残りの部分は一緒に編みました。チョンと彼の同僚はまた、 アルツハイマー病患者のニューロンには、アルツハイマー病の約6倍の種類が含まれていた APP 健康な人々の細胞と同様に遺伝子 。アルツハイマー病を有する人々のニューロンの変化の中には、病気の稀な遺伝形態において起こる11の突然変異があった。疾患なしで死亡した対象のニューロンは、これらの突然変異を有していなかった。

「ニューロンは、人生を通して私たちと一緒にとどまる1つの一定の青写真を持つのではなく、その青写真を変える能力を持っている」とChunは提案する。その能力は、学習、記憶、または他の脳機能を強化するAPPバージョンのメドレーを生成できるようにすることによって、ニューロンに有益な可能性がある。一方で、体細胞組換えは、有害なタンパク質を産生することによって、または脳細胞を他の方法で損傷することによって、一部の人々のアルツハイマー病を促進する可能性がある、と科学者は結論づけている。

これらの遺伝子変異体はどこに由来するのですか?チュン氏と彼のチームは、遺伝子の再構成は逆転写酵素と呼ばれるRNA分子のDNAコピーを作る酵素に依存すると考えている。新しい変異体は、ニューロンが APP この段階は、タンパク質を産生する細胞の正常な手順の一部である。しかし、逆転写酵素はRNA分子を再コピーして、 APP ゲノムに戻ってくる遺伝子。しかし、逆転写酵素は「厄介なコピー機」であるため、この新しいバージョンは元の遺伝子と一致しない可能性があり、 APP 。逆転写酵素を阻止する薬物は、HIV感染のための標準治療カクテルの一部であり、アルツハイマー病に対しても働く可能性があるとChunは示唆している。

一部の科学者は、この酵素が役割を担っているという証拠をもっと求めている。 「逆転写酵素が関与しているように見えますが、それを確立するためには多くの作業が必要です」と、ボストンのTufts大学のウイルス学者John Coffinはこの研究に関連していないと述べています。イリノイ州シカゴにあるノースウェスタン大学フェインバーグ医科大学のウイルス学者、スティーブン・ウォリンスキー(Steven Wolinsky)は、アルツハイマー病患者に逆転写酵素を阻害する薬剤を投与することは時期尚早であると警告している。彼らの使用をサポートするための「まだデー​​タがありません」

Chun氏と彼の同僚は、他の臓器の細胞や脳内で活動している別の遺伝子の細胞で体細胞再結合の徴候を検出しなかった。しかし、Faulknerは、そのプロセスが他の遺伝子も改変していると考えている。 「脳の多様性を生み出すためのまったく新しいメカニズムを見ているかもしれません」

FaulknerとProukakisは、この予期しない発見を確認するために他のグループが作業を再現する必要があることを強調しています。しかし、神経細胞に体細胞組換えが起こると、パーキンソン病などの他の脳疾患にも関与している可能性があるという。

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