在神经元中发现DNA损伤“热点”

因为神经元需要大量的氧气才能正常工作，所以它们暴露在高浓度的自由基中，这是一种有毒的化合物，可以破坏细胞内的DNA。通常情况下，这种损伤是随机发生的。然而，在这项研究中，神经元内的损伤通常是在被称为“增强子”的DNA的特定区域内发现的，这些区域控制着附近基因的活动。

完全成熟的细胞，如神经元，不需要它们所有的基因在任何时候都是活跃的。细胞控制基因活性的一种方式是在DNA的特定组成部分上存在或不存在一种称为甲基的化学标记。对神经元的进一步检查显示，当甲基被移除时，会发生大量的ssb，这通常会使该基因被激活。

研究人员提出的一种解释是，从DNA中去除甲基本身就会产生SSB，神经元有多种修复机制，可以在损伤发生时立即修复。这挑战了普遍的观点，即DNA损伤本质上是一个可以预防的过程。相反，至少在神经元中，这是基因开关的正常过程的一部分。此外，这意味着修复过程中的缺陷，而不是DNA损伤本身，可能会导致发育或神经退行性疾病。

这项研究是通过NIH两个实验室的合作实现的:一个由国家神经疾病和中风研究所(NINDS)的Michael E. Ward医学博士管理，另一个由国家癌症研究所(NCI)的Andre Nussenzweig博士管理。努森茨威格博士发明了一种在基因组中绘制DNA错误的方法。这种高灵敏度的技术需要相当数量的细胞才能有效工作，沃德博士的实验室提供了使用来自一个人类供体的诱导多能干细胞(iPSCs)生成大量神经元的专业知识。苏塞克斯大学的Keith Caldecott博士也提供了他在单链断裂修复途径方面的专业知识。

这两个实验室现在正在更密切地研究逆转神经元ssb的修复机制，以及与神经元功能障碍和变性的潜在联系。