Foto: Shutterstock

Vědecké novinky z výzkumných organizací

Autor původního článku: redakce

Vědci odhalili skryté DNA spínače v podpůrných buňkách mozku, které regulují geny spojené s Alzheimerovou chorobou. Tento objev proměňuje rozsáhlé úseky „odpadní DNA“ v cennou mapu pro pochopení mozkových poruch a trénování výkonných modelů umělé inteligence.

Astrocyty a skryté DNA spínače v mozku

Výzkumníci z UNSW Sydney nyní identifikovali DNA spínače, které pomáhají regulovat astrocyty. Astrocyty jsou mozkové buňky, které podporují neurony a jsou známy svou účastí na Alzheimerově chorobě. Vědci z UNSW’s School of Biotechnology & Biomolecular Sciences publikovali 18. prosince 2025 v časopise Nature Neuroscience, že testovali téměř 1000 možných spínačů v laboratorně pěstovaných lidských astrocytech. Tyto spínače jsou řetězce DNA nazývané enhancery.

Enhancery mohou být umístěny daleko od genů, které ovlivňují, někdy oddělené stovkami tisíc písmen DNA, což je činí obtížně zkoumatelnými.

Testování téměř 1000 enhancerů najednou

Aby tento problém vyřešili, výzkumníci zkombinovali CRISPRi s sekvenováním RNA na úrovni jednotlivých buněk. CRISPRi je metoda, která může vypnout malé úseky DNA bez jejich řezání. Sekvenování RNA na úrovni jednotlivých buněk měří genovou aktivitu v jednotlivých buňkách. Společně tyto nástroje umožnily týmu zkoumat účinky téměř 1000 enhancerů v jednom rozsáhlém testu.

„Použili jsme CRISPRi k vypnutí potenciálních enhancerů v astrocytech, abychom zjistili, zda to změnilo genovou expresi,“ říká hlavní autorka Dr. Nicole Green. „A pokud ano, pak jsme věděli, že jsme našli funkční enhancer a mohli jsme pak zjistit, který gen — nebo geny — kontroluje. To se stalo u asi 150 z potenciálních enhancerů, které jsme testovali. A překvapivě, velká část těchto funkčních enhancerů kontrolovala geny spojené s Alzheimerovou chorobou.“

Význam „mezilehlé“ DNA pro mnoho nemocí

Profesor Irina Voineagu, která dohlížela na studii, říká, že výsledky také poskytují užitečný referenční bod pro interpretaci jiných genetických výzkumů. Týmové nálezy vytvářejí katalog DNA oblastí, které mohou pomoci vysvětlit výsledky studií hledajících genetické změny související s nemocemi.

„Když výzkumníci hledají genetické změny, které vysvětlují nemoci jako hypertenze, diabetes a také psychiatrické a neurodegenerativní poruchy jako Alzheimerova choroba — často skončíme se změnami ne uvnitř genů, ale mezi nimi,“ říká. Její tým přímo testoval tyto „mezilehlé“ úseky v lidských astrocytech a ukázal, které enhancery skutečně kontrolují klíčové mozkové geny.

Od genových spínačů k modelům AI predikce

Provedení téměř tisíce testů enhancerů v laboratoři vyžadovalo pečlivé úsilí. Výzkumníci říkají, že je to poprvé, co byl proveden CRISPRi enhancer screening této velikosti v mozkových buňkách. Nyní, když byla základní práce provedena, může být dataset také použit k trénování počítačových modelů, které předpovídají, které podezřelé enhancery jsou skutečné genové spínače, potenciálně ušetří roky laboratorní práce.

„Tento dataset může pomoci výpočetním biologům testovat, jak dobré jsou jejich predikční modely při předpovídání funkce enhancerů,“ říká Prof. Voineagu. Dodává, že tým Google DeepMind již používá dataset k benchmarkingu jejich nedávného modelu hlubokého učení nazvaného AlphaGenome.

Potenciální nástroje pro genovou terapii a precizní medicínu

Protože mnoho enhancerů je aktivních pouze v konkrétních typech buněk, jejich cílení by mohlo nabídnout způsob, jak jemně doladit genovou expresi v astrocytech bez změny neuronů nebo jiných mozkových buněk. „I když to zatím není blízko k použití v klinice — a mnoho práce zůstává, než by tyto nálezy mohly vést k léčbám — existuje jasný precedent,“ říká Prof. Voineagu. „První genová editační droga schválená pro krevní nemoc — srpkovitou anémii — cílí na buněčně specifický enhancer.“

Dr. Green říká, že výzkum enhancerů by se mohl stát důležitou součástí precizní medicíny. „To je něco, co chceme zkoumat hlouběji: zjistit, které enhancery můžeme použít k zapnutí nebo vypnutí genů v jednom typu mozkových buněk, a to velmi kontrolovaným způsobem,“ říká.

Původní článek: The 98% mystery: Scientists just cracked the code on “junk DNA” linked to Alzheimer’s