Pittsburgh Universiteti tərəfindən

Robert Egan tərəfindən redaktə edilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Alzheimer xəstəliyində 3D genom yenidən qurulması. Kredit: Science (2026). DOI: 10.1126/science.adz1652

Karnegi Mellon Universitetinin Kompüter Elmləri Məktəbi, Pittsburq Universitetinin Tibb Məktəbi və Vaşinqton Universitetinin tədqiqatçıları Alzheimer xəstəliyinə yeni bir işıq salıblar ki, bu da müalicə üçün yeni istiqamətlərə işarə edə bilər.

SCS-in Rey və Stefani Leyn Hesablama Biologiyası Departamentinin, Pitt Neyrobiologiya Departamentinin və əməkdaşlıq edən qurumların tədqiqatçıları Science jurnalında dərc olunmuş bir məqalədə 3D genom arxitekturasının müəyyən beyin hüceyrələrində Alzheimer xəstəliyi olan insanlardan fərqli şəkildə təşkil olunduğunu göstərir və bu da xəstəliyin biologiyasının əvvəllər az öyrənilmiş bir təbəqəsini ortaya çıxarır.

Tədqiqat qrupu, Alzheimer xəstəliyində genom qatlanmasını gen aktivliyi və beyin toxumasının təşkili ilə əlaqələndirdi. Komanda bunu təkhüceyrəli texnologiya, beyin toxumasının məkan xəritələşdirilməsi və yeni dərin öyrənmə modeli ilə etdi.

Tədqiqata rəhbərlik edən və nəzarət edən Rey və Stefani Leyn adına Hesablama Biologiyası professoru Jian Ma bildirib ki, “Alzheimer xəstəliyini bir anda bir təbəqədə başa düşmək mümkün deyil”.

“Genomun 3D quruluşu, DNT ardıcıllığını gen aktivliyi ilə əlaqələndirməyə kömək edən fundamental tənzimləyici təbəqədir. Genom qatlanmasını, hüceyrə vəziyyətini və toxuma kontekstini inteqrasiya etməklə, xəstəliklə əlaqəli dəyişiklikləri kataloqlaşdırmaqdan kənara çıxaraq, onların necə bir-birinə uyğunlaşacağını və növbəti sınaqdan keçirəcəyimiz mexanizmləri anlaya bilərik.”

Xəstə toxumanın çoxmiqyaslı görünüşü

Bu çoxmiqyaslı mənzərəni qurmaq üçün tədqiqatçılar, demans üzrə uzunmüddətli bir tədqiqatda iştirak etmiş və ölümdən sonra beyinlərini elmə bağışlamış, Alzheimer xəstəliyi olan və olmayan fərdlərdən əldə edilən beynin ön hissəsindəki bir bölgə olan prefrontal korteksdən ölüm sonrası toxumaları təhlil etdilər.

Komanda eyni hüceyrədə gen ifadəsini və 3D genom kontaktlarını ölçən GAGE-seq-dən istifadə etdi. Onlar həmçinin bu ölçmələri bütöv toxumanın məkan transkriptomik xəritələri ilə birləşdirdilər . Birlikdə, bu tamamlayıcı məlumatlar tədqiqatçılara 3D genom təşkilatını gen tənzimlənməsi ilə əlaqələndirməyə və xəstəliklə əlaqəli molekulyar və hüceyrə dəyişikliklərini daha geniş toxuma kontekstində yerləşdirməyə imkan verdi.

Pitt Neyrobiologiya Departamentinin neyrobiologiya üzrə dosenti və tədqiqatın Pitt bölməsinə rəhbərlik edən Hansruedi Mathys bildirib ki, “Tədqiqatımız Alzheimer xəstəliyində nəyin səhv getdiyini anlamaqda böyük bir irəliləyişdir”.

“Alzheimer xəstəliyinin klassik əlamətlərini – amiloid-beta lövhələrinin və tau dolaşıqlarının yığılmasını bilirik, lakin nəticələrimiz yüksək səviyyəli xromatin dəyişikliklərinin hazırda 7 milyon amerikalıya təsir edən və artmaqda davam edən xəstəliklə əlaqəli molekulyar patologiyanın bir komponenti olduğunu müəyyən edir.”

Genom qatlanması üçün süni intellekt modeli

Əsas hesablama irəliləyişi, müxtəlif hüceyrə növlərində gen aktivliyini proqnozlaşdırmaq üçün DNT ardıcıllığını, geniş genom qatlanma xüsusiyyətlərini və yerli 3D əlaqə xəritələrini birləşdirən süni intellekt modeli olan Hicformer idi. Tədqiqata həmrəy olan Hesablama Biologiyası üzrə doktorant tələbə Xinyue Lu, Hicformer-i dəyişdirilmiş genom qatlanmasının gen aktivliyini necə dəyişdirə biləcəyini soruşmaq üçün hesablama testi yatağı kimi təsvir etdi.

Tədqiqata rəhbərlik edən Hesablama Biologiyası şöbəsinin layihə alimi Yanq Çjanq bildirib ki, “Eyni hüceyrədə gen aktivliyinin və genomun qatlanmasının ölçülməsi bizə xromosom strukturunu xəstəliklə əlaqəli gen proqramları ilə birbaşa əlaqələndirməyə imkan verir”.

“Bir neçə növ beyin hüceyrəsi arasında bu qoşa baxış Alzheimer xəstəliyində 3D genom yenidən qurulmasının ardıcıl imzasını ortaya qoydu və gələcək mexaniki və terapevtik tədqiqatlar üçün tənzimləyici bölgələrə üstünlük verməyimizə kömək etdi.”

Genom yenidən qurulmasının əlamətləri

Tədqiqatçılar, genomun böyük aktiv və qeyri-aktiv bölgələrinin, yəni bölmələrin, Alzheimer xəstələrinin hüceyrələrində daha az aydın şəkildə ayrıldığını aşkar etdilər ki, bu da komandanın “artmış bölmə qarışığı” adlandırdığı bir modeldir. Birdən çox növ beyin hüceyrəsi daha az qısa məsafəli təmas və daha çox uzun məsafəli təmas göstərdi və daha böyük bölmə qarışığı daha aşağı ümumi gen aktivliyi ilə əlaqələndirildi.

Genlər və gen aktivliyini idarə etməyə kömək edən yaxınlıqdakı tənzimləyici elementlər arasındakı əlaqələr də zəifləmiş, bəzi orta səviyyəli əlaqələr isə güclənmişdir. Bu memarlıq dəyişiklikləri neyron və sinaptik proqramların azalması, metabolik və stress reaksiyalarının dəyişməsi və mikroqliyada qocalma ilə əlaqəli proqramlarla əlaqələndirilmişdir.

Tədqiqatçılar bu dəyişiklikləri bütöv beyin toxuması boyunca xəritələşdirərək, genomun bu yenidən təşkilinin gen aktivliyindəki dəyişikliklər və beyin hüceyrələrinin necə təşkil olunduğu ilə əlaqəli olduğunu aşkar etdilər. Tapıntılar 3D genom təşkilatlanmasını Alzheimer biologiyasının vacib bir təbəqəsi kimi müəyyən edir və genom strukturundakı hansı dəyişikliklərin xəstəliyə birbaşa təsir etdiyini və yeni terapevtik hədəfləri ortaya çıxara biləcəyini müəyyən etmək üçün gələcək təcrübələr üçün bir çərçivə təmin edir.

Nəşr detalları

Yang Zhang və digərləri, Tək hüceyrəli multiomika Alzheimer xəstəliyində 3D genom və transkriptom dəyişikliklərini birləşdirir, Science (2026). DOI: 10.1126/science.adz1652 . www.science.org/doi/10.1126/science.adz1652

Jurnal məlumatları: Elm 

Əsas tibbi anlayışlar

Alzheimer xəstəliyi

Klinik kateqoriyalar

NevrologiyaKlinik genetikaPittsburq Universiteti tərəfindən təmin edilir