A tanulást és az emlékképzést lehetővé tevő folyamatok hozzájárulhatnak az agy időskori degenerációjához, állítjákaz MIT kutatói. Minden alkalommal, amikor valami újat tanulunk, agysejtjeink töréseket idéznek elő saját DNS-ükben, azonnali javításra kényszerítve a sejtet, mondja Li-Huei Tsai, a kutatás vezetője. A sejtek a sérülések előidézése révén érik el, hogy kifejeződjenek azok a gének, amelyek kulcsszerepet kapnak a tanulás és az emlékek létrehozása során.
Ahogy azonban öregszünk, sejtjeinkben a DNS javító mechanizmusai egyre kevésbé működnek hatékonyan, folytatja a kutató. Fiatal korban a tanulás során előidézett töréseket a sejtek minden probléma nélküli kijavítják, így a rendszer működőképessége változatlanul megmarad. A kor előrehaladtával, illetve egyes genetikai kórképek fennállása esetén azonban a javító mechanizmusok nem képesek megfelelően ellátni feladatukat, így egyre több hiba halmozódik fel a sejtek genetikai állományában.
Korábbi vizsgálatok során a szakértők úgy találták, hogy az Alzheimer-kóros egerekben már a tünetek megjelenése előtt is jelentős számú kettős szálú törés figyelhető meg a hippokampusz sejtjeinek DNS-ében. Annak érdekében, hogy kiderítsék, hogyan és miért keletkeznek ezek a sérülések, a kutatók először is azt kezdték vizsgálni, hogy mi történik, ha ők maguk idéznek elő hasonló károsodásokat az idegsejtek génállományában. Ehhez olyan méreganyagokat alkalmaztak, amelyek a kettős hélix mindkét szálának törését váltják ki, majd megvizsgálták, hogy milyen RNS-eket kezdenek az érintett sejtek létrehozni.
A vizsgált gének közül 700 aktivitásában figyeltek meg változást a törés eredményeként. A gének többségének kifejeződése a károsodás hatására a várakozásoknak megfelelően csökkent, vagyis ezek nem tudták megfelelően ellátni korábbi feladataikat a törés után. A szakértők ugyanakkor rábukkantak 12 olyan génre is, amelyek aktívabbakká váltak a törés eredményeként. Ezen gének mindegyike az úgynevezett korai válasz gének közé tartozik, vagyis azon fehérjekódoló szakaszokról van szó, amelyek elsőként reagálnak az idegi stimulusokra, például az érzékszervekből beérkező információkra.
A kutatók szerint a töréseket egy topoizomeráz II béta nevű enzim okozza, ennek megerősítéséhez azonban további vizsgálatokra lesz szükség. Annyi bizonyos azonban, hogy az enzim gátlása után a törések száma és a korai válasz gének aktivitása is visszaesett. A másik kérdés, amelyre a következő időszakban remélnek választ találni a kutatók, hogy miért van szükségük ezen géneknek ilyen drasztikus lépésekre ahhoz, hogy kifejeződjenek.
A vizsgálatok alapján az érintett gének közelében nagy számban találhatók olyan szekvenciák, amelyek a CTCF nevű cink-ujj fehérje megkötésére szolgálnak. Egy olyan szerkezeti proteinről van szó, amely hurkokat és kanyarokat hoz létre a DNS-ben. Valószínűleg arról lehet tehát szó, hogy a fehérjék által létrehozott szerkezeti formák a korai válasz gének esetében fizikailag akadályozzák a génállomány bizonyos tagjainak együttes működését, és ezzel gátolják a gének kifejeződését. A kettős szálú törések révén viszont ezek az akadályok megszűnnek, így a gének működésbe léphetnek, magyarázza Tsai.
Bár első hallásra a hélix szálainak törése nagyon rossz hírnek tűnhet, a jelek szerint ezek bekövetkezése és kijavítása része az egészséges sejt természetes folyamatainak. A szakértők éppen ezért arra is választ keresnek, hogy ez a folyamat hogyan változik a korral, illetve bizonyos betegségek esetén miként válik kórossá, és hogy léteznek-e esetleg olyan hatóanyagok, amelyek hatékonyabbá tehetik a javító mechanizmusok működését.
