回溯至20世紀70年代，科學(xué)家們發(fā)現某些細胞能夠改寫(xiě)和編輯DNA，例如一些免疫細胞會(huì )剪掉基因片段（編碼檢測或者攻擊病原體的蛋白），將剩余的片段拼接在一起以創(chuàng )造新的蛋白。我們的B細胞依賴(lài)這一操作能夠產(chǎn)生約1萬(wàn)億種抗體，足以抵抗大量細胞、病毒以及其他攻擊者。
現在，來(lái)自Sanford Burnham Prebys醫學(xué)發(fā)現研究所的神經(jīng)學(xué)家Jerold Chun帶領(lǐng)團隊發(fā)現，除了免疫細胞，人類(lèi)大腦的神經(jīng)元也存在這一現象，即基因重組（genomic reshuffling），也稱(chēng)為體細胞重組。
“神經(jīng)元有能力改變‘生命藍圖’。” Jerold Chun解釋道。這種能力有可能讓神經(jīng)元受益，因為有可能會(huì )生成一系列增強學(xué)習、記憶或者其他大腦功能的APP變異。但是，這一現象也存在風(fēng)險——體細胞重組可能會(huì )通過(guò)產(chǎn)生有害蛋白質(zhì)或者其他方式損傷大腦細胞，從而增加阿爾茲海默癥的風(fēng)險。
新研究發(fā)現了什么？
為了尋找大腦中神經(jīng)細胞“基因重組”的確切證據，Sanford Burnham Prebys醫學(xué)發(fā)現研究所的神經(jīng)學(xué)家Jerold Chun帶領(lǐng)團隊分析了6位健康的老年人、7位患有阿爾茲海默癥（非遺傳性）的患者。
他們測試了細胞是否含有淀粉樣蛋白前體蛋白（APP）的不同基因版本，這一蛋白是AD患者大腦中病斑的主要來(lái)源。
研究人員認為，APP基因是一個(gè)很好的候選研究對象，因為之前的研究已經(jīng)表明，阿爾茲海默癥患者的神經(jīng)元可能含有額外的基因拷貝，這可能是由體細胞重組引起的。
結果顯示，神經(jīng)元似乎擁有成千上萬(wàn)種APP基因變體。一些變化包括轉換單個(gè)核苷酸堿基而另一些變化則是丟棄大片段的DNA，再將剩余的部分重新編織在一起。
Jerold Chun團隊還發(fā)現，阿爾茲海默癥患者的神經(jīng)元含有的APP基因變體數量是健康人神經(jīng)細胞的6倍！其中，有11種突變發(fā)生在罕見(jiàn)的遺傳性疾病中。
APP基因重組的原因？
為什么會(huì )發(fā)生基因重組？Jerold Chun團隊認為，關(guān)鍵在于逆轉錄酶（reverse transcriptase）。當AAP基因進(jìn)入轉錄程序產(chǎn)生RNA拷貝時(shí)，逆轉錄酶隨后會(huì )基于RNA分子制備新的DNA拷貝。
因為逆轉錄酶是一個(gè)“草率的復印機”，Jerold Chun認為，由逆轉錄酶產(chǎn)生的新APP版本可能與原始基因不匹配，即產(chǎn)生APP的不同變異?？紤]到阻斷逆轉錄酶的藥物是HIV感染的標準治療之一，Jerold Chun建議，這一類(lèi)藥物或許也有可能對抗阿爾茲海默癥。
治療AD？
一些科學(xué)家希望，能夠有更多的證據表明逆轉錄酶有這類(lèi)作用。波士頓塔夫茨大學(xué)的病毒學(xué)家John Coffin表示，用逆轉錄酶抑制劑治療阿爾茲海默癥還為時(shí)尚早，需要更多的研究來(lái)驗證這一思路。
John Coffin團隊還沒(méi)有檢測到來(lái)自其他器官的細胞或者在大腦中活躍的其他基因的體細胞基因重組跡象。但是，John Coffin推測，這一機制很有可能正在修改其他基因。如果未來(lái)確實(shí)被驗證，將有望對其他腦部疾?。ɡ缗两鹕?lái)新的指示。
澳大利亞布里斯班昆士蘭大學(xué)的分子生物學(xué)家Geoffrey Faulkner評價(jià)道，這是一項具有里程碑意義的研究，可能是分子生物學(xué)領(lǐng)域多年來(lái)的發(fā)現之一。
參考資料：
‘Landmark study’ shows brain cells revamp their DNA, perhaps sparking Alzheimer’s disease
Never-before-seen DNA recombination in the brain linked to Alzheimer's disease
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