वैज्ञानिकों को जीनोम की तह में मिली अल्ज़ाइमर की एक छिपी परत

कार्नेगी मेलन विश्वविद्यालय, पिट्सबर्ग विश्वविद्यालय और वाशिंगटन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक खोज की है। अल्ज़ाइमर रोगियों की कुछ मस्तिष्क कोशिकाओं में जीनोम की त्रि-आयामी तह — यानी कोशिका के भीतर DNA जिस भौतिक आकार में रहता है — अलग पाई गई। साइंस पत्रिका में प्रकाशित इस अध्ययन में जीनोम की तह में आए इन बदलावों को जीन गतिविधि और मस्तिष्क ऊतक की संरचना से जोड़ा गया है।

"अल्ज़ाइमर रोग को एक बार में सिर्फ एक परत के रूप में नहीं समझा जा सकता," कार्नेगी मेलन में कंप्यूटेशनल बायोलॉजी के प्रोफेसर और अध्ययन का नेतृत्व करने वाले जियान मा ने कहा। "जीनोम की 3D संरचना एक बुनियादी नियामक परत है, जो DNA क्रम को जीन गतिविधि से जोड़ती है," उन्होंने बताया। टीम ने अल्ज़ाइमर वाले और बिना अल्ज़ाइमर वाले लोगों के मस्तिष्क के प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स ऊतक का अध्ययन किया, जो एक लंबी अवधि के डिमेंशिया अध्ययन में शामिल थे और बाद में शोध के लिए अपना मस्तिष्क दान कर गए।

शोधकर्ताओं ने GAGE-seq नाम की तकनीक — जो एक ही कोशिका में जीन गतिविधि और 3D जीनोम संपर्क दोनों मापती है — को स्पेशियल मैप के साथ जोड़ा, जो यह जानकारी सुरक्षित रखते हैं कि ऊतक में वह गतिविधि कहां हो रही है। उन्होंने Hicformer नाम का एक AI मॉडल भी बनाया, ताकि यह अनुमान लगाया जा सके कि विभिन्न मस्तिष्क कोशिका प्रकारों में जीनोम की तह जीन गतिविधि को कैसे प्रभावित करती है।

"हमारे नतीजे इस बीमारी की आणविक विकृति के एक हिस्से के रूप में उच्च-स्तरीय क्रोमैटिन बदलावों को स्थापित करते हैं। यह बीमारी अभी सात मिलियन अमेरिकियों को प्रभावित करती है, और यह संख्या लगातार बढ़ रही है," पिट में न्यूरोबायोलॉजी के सहायक प्रोफेसर और अध्ययन के इस हिस्से का नेतृत्व करने वाले हैंसरूडी माथिस ने कहा। अल्ज़ाइमर कोशिकाओं में, जीनोम के वे हिस्से जो सामान्यतः अलग-अलग सक्रिय और निष्क्रिय "डिब्बों" में बंटे होते हैं, उनकी सीमाएं कम स्पष्ट थीं — शोधकर्ता इसे "डिब्बों का बढ़ा हुआ मिश्रण" कहते हैं। जिन कोशिकाओं में यह मिश्रण ज़्यादा था, उनमें कुल जीन गतिविधि कम पाई गई।

ये संरचनात्मक बदलाव न्यूरॉन और सिनैप्स से जुड़े जीन की घटी हुई गतिविधि, चयापचय और कोशिका तनाव प्रतिक्रियाओं में बदलाव, तथा मस्तिष्क की प्रतिरक्षा कोशिकाओं — माइक्रोग्लिया — में उम्र बढ़ने से जुड़े बदलावों से जुड़े थे। एमिलॉइड-बीटा प्लाक और टाउ टैंगल अब भी अल्ज़ाइमर की सबसे जानी-पहचानी जैविक पहचान हैं, लेकिन शोधकर्ताओं का कहना है कि अब जीनोम की तह को भी बीमारी की आणविक तस्वीर का हिस्सा माना जाना चाहिए।