在神经元中发现了DNA损伤的“热点”

美国国立卫生研究院(NIH)的研究人员发现，神经元DNA中的特定区域会累积某种类型的损伤(称为单链断裂或SSBs)。这种ssb的积累似乎是神经元独有的，它挑战了人们对DNA损伤原因及其在神经退行性疾病中的潜在影响的普遍认识。

因为神经元它们需要大量的氧气才能正常工作，暴露在高浓度的自由基中——这种有毒的化合物会破坏细胞内的DNA。通常，这种损害是随机发生的。然而，在这项研究中，神经元内的损伤通常出现在DNA的特定区域，称为“增强子”，控制附近基因的活动。

像神经元这样完全成熟的细胞不需要它们所有的基因在任何时候都处于活跃状态。细胞控制基因活动的一种方法是，在特定的DNA构造块上存在或不存在一种叫做甲基的化学标记。对神经元的仔细观察表明，大量的SSBs发生在甲基被移除，这通常使得该基因可以被激活。

研究人员提出的一种解释是，从DNA中移除甲基本身就产生了一个单边带，神经元有多种修复机制，一旦损伤发生，就随时准备修复。这一发现挑战了人们的常识，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，这是正常转换过程的一部分基因打开和关闭。此外，它暗示修复过程中的缺陷，而不是DNA损伤本身，可能导致发育或神经退行性疾病。

这项研究是由国家卫生研究院的两个实验室合作完成的:一个是由国家神经疾病和中风研究所(NINDS)的医学博士Michael E. Ward，另一个是国家癌症研究所(NCI)的博士Andre Nussenzweig。努森茨威格博士开发了一种在基因组中绘制DNA错误的方法。这种高度敏感技术需要相当数量的细胞为了有效地工作，沃德博士的实验室提供了利用诱导产生大量神经元的专业技术多能干细胞(iPSCs)来源于一个人类捐赠者。苏塞克斯大学(University of Sussex)的基思·凯迪克(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与逆转神经元ssb有关的修复机制，以及与神经元功能障碍和退化的潜在联系。

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