Nature: в "мусорной ДНК" нашли регуляторы генов, связанных с болезнью Альцгеймера

Некодирующие участки ДНК, которые долгое время считались "мусорными", могут играть важную роль в развитии болезни Альцгеймера. К такому выводу пришли ученые Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее. Результаты опубликованы в журнале Nature Neuroscience (NatNeuro).

Около 2% человеческой ДНК содержат гены, в то время как остальные 98% представляют собой регуляторные элементы — энхансеры.

Они служат своего рода переключателями, которые определяют, когда и насколько активно работают гены. В новом исследовании ученые изучили такие переключатели в астроцитах — клетках мозга, поддерживающих нейроны и играющих важную роль при нейродегенеративных заболеваниях.

Команда протестировала почти тысячу потенциальных энхансеров в выращенных в лаборатории человеческих астроцитах. Для этого ученые использовали CRISPRi — технологию, позволяющую "выключать" участки ДНК без их разрезания, — и секвенирование РНК отдельных клеток, чтобы отследить, как меняется экспрессия генов. Такой подход позволил одновременно проверить функцию сотен регуляторных элементов.

В результате около 150 энхансеров оказались функциональными — их отключение действительно влияло на работу генов. Примечательно, что многие из этих генов уже ранее связывали с болезнью Альцгеймера. Это существенно сузило круг поиска в огромном массиве некодирующей ДНК и дало конкретные мишени для дальнейших исследований.

Авторы отмечают, что в генетических исследованиях сложных заболеваний изменения часто обнаруживаются не в самих генах, а между ними — именно в таких регуляторных областях. Теперь ученые получили экспериментально подтвержденный "каталог" энхансеров, который поможет интерпретировать данные геномных исследований нейродегенеративных и других заболеваний.

Речь пока не идет о создании терапии, подчеркивают исследователи. Однако понимание того, как именно регулируется работа генов в астроцитах, — необходимый шаг к разработке точечных вмешательств. Поскольку энхансеры активны в конкретных типах клеток, воздействие на них потенциально позволит менять экспрессию генов избирательно, не затрагивая весь мозг.