Научници открија дека Алцхајмеровата болест не влијае само врз познатите амилоидни плаки и тау-протеините. Кај повеќе видови мозочни клетки, болеста е поврзана и со промени во тродимензионалното уредување на геномот – структура што помага да се одреди кои гени ќе бидат активни.
Истражувањето го спроведоа тимови од Универзитетот „Карнеги Мелон“, Медицинскиот факултет на Универзитетот во Питсбург и Универзитетот во Вашингтон. Резултатите, објавени во списанието Science, ја поврзуваат променетата архитектура на геномот со нарушена активност на гените и со изменета организација на мозочното ткиво.
За да ја создадат оваа детална слика, истражувачите комбинирале едноклеточни мултиомски мерења, просторна анализа на мозочното ткиво и модел на длабоко учење. Тие испитувале посмртни примероци од предфронталниот кортекс – дел од мозокот важен за сложено размислување и извршни функции – од лица со и без Алцхајмерова болест.
Методот GAGE-seq им овозможил истовремено да ја следат активноста на гените и контактите меѓу различни делови од геномот во иста клетка. Дополнителните просторни транскриптомски мапи покажале каде во ткивото се појавуваат молекуларните и клеточните промени.
Вообичаено, геномот е организиран во релативно јасно одделени активни и неактивни области, познати како компартменти. Кај клетките погодени од Алцхајмерова болест, границите меѓу овие области биле помалку изразени, што укажува на поголемо мешање на геномските компартменти.
Истражувачите забележале и помалку контакти меѓу блиски делови од геномот, но повеќе интеракции меѓу подалечни региони. Ослабеле и врските меѓу гените и блиските регулаторни елементи што нормално помагаат во нивно вклучување или исклучување.
Овие структурни промени биле поврзани со намалена активност на генетските програми важни за невроните и синапсите, како и со промени во метаболизмот и реакциите на клеточен стрес. Кај микроглијата, имуните клетки на мозокот, биле забележани и врски со програми поврзани со клеточно стареење.
Тимот го користел и моделот со вештачка интелигенција Hicformer, кој комбинира информации за ДНК-секвенцата со податоци за просторното свиткување на геномот. Моделот помогнал да се предвиди како промените во геномската структура би можеле да влијаат врз активноста на гените во различни типови клетки.
Наодите ја додаваат 3Д организацијата на геномот како нова важна рамка за проучување на Алцхајмеровата болест. Сепак, потребни се дополнителни истражувања за да се утврди дали овие промени директно го поттикнуваат напредувањето на болеста и дали погодените регулаторни региони можат да станат цели за идни терапии.
