回溯至20世紀(jì)70年代，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)某些細(xì)胞能夠改寫和編輯DNA，例如一些免疫細(xì)胞會剪掉基因片段（編碼檢測或者攻擊病原體的蛋白），將剩余的片段拼接在一起以創(chuàng)造新的蛋白。我們的B細(xì)胞依賴這一操作能夠產(chǎn)生約1萬億種抗體，足以抵抗大量細(xì)胞、病毒以及其他攻擊者。
現(xiàn)在，來自Sanford Burnham Prebys醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)研究所的神經(jīng)學(xué)家Jerold Chun帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，除了免疫細(xì)胞，人類大腦的神經(jīng)元也存在這一現(xiàn)象，即基因重組（genomic reshuffling），也稱為體細(xì)胞重組。
“神經(jīng)元有能力改變‘生命藍(lán)圖’。” Jerold Chun解釋道。這種能力有可能讓神經(jīng)元受益，因?yàn)橛锌赡軙梢幌盗性鰪?qiáng)學(xué)習(xí)、記憶或者其他大腦功能的APP變異。但是，這一現(xiàn)象也存在風(fēng)險——體細(xì)胞重組可能會通過產(chǎn)生有害蛋白質(zhì)或者其他方式損傷大腦細(xì)胞，從而增加阿爾茲海默癥的風(fēng)險。
新研究發(fā)現(xiàn)了什么？
為了尋找大腦中神經(jīng)細(xì)胞“基因重組”的確切證據(jù)，Sanford Burnham Prebys醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)研究所的神經(jīng)學(xué)家Jerold Chun帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)分析了6位健康的老年人、7位患有阿爾茲海默癥（非遺傳性）的患者。
他們測試了細(xì)胞是否含有淀粉樣蛋白前體蛋白（APP）的不同基因版本，這一蛋白是AD患者大腦中病斑的主要來源。
研究人員認(rèn)為，APP基因是一個很好的候選研究對象，因?yàn)橹暗难芯恳呀?jīng)表明，阿爾茲海默癥患者的神經(jīng)元可能含有額外的基因拷貝，這可能是由體細(xì)胞重組引起的。
結(jié)果顯示，神經(jīng)元似乎擁有成千上萬種APP基因變體。一些變化包括轉(zhuǎn)換單個核苷酸堿基而另一些變化則是丟棄大片段的DNA，再將剩余的部分重新編織在一起。
Jerold Chun團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，阿爾茲海默癥患者的神經(jīng)元含有的APP基因變體數(shù)量是健康人神經(jīng)細(xì)胞的6倍！其中，有11種突變發(fā)生在罕見的遺傳性疾病中。
APP基因重組的原因？
為什么會發(fā)生基因重組？Jerold Chun團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，關(guān)鍵在于逆轉(zhuǎn)錄酶（reverse transcriptase）。當(dāng)AAP基因進(jìn)入轉(zhuǎn)錄程序產(chǎn)生RNA拷貝時，逆轉(zhuǎn)錄酶隨后會基于RNA分子制備新的DNA拷貝。
因?yàn)槟孓D(zhuǎn)錄酶是一個“草率的復(fù)印機(jī)”，Jerold Chun認(rèn)為，由逆轉(zhuǎn)錄酶產(chǎn)生的新APP版本可能與原始基因不匹配，即產(chǎn)生APP的不同變異。考慮到阻斷逆轉(zhuǎn)錄酶的藥物是HIV感染的標(biāo)準(zhǔn)治療之一，Jerold Chun建議，這一類藥物或許也有可能對抗阿爾茲海默癥。
治療AD？
一些科學(xué)家希望，能夠有更多的證據(jù)表明逆轉(zhuǎn)錄酶有這類作用。波士頓塔夫茨大學(xué)的病毒學(xué)家John Coffin表示，用逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑治療阿爾茲海默癥還為時尚早，需要更多的研究來驗(yàn)證這一思路。
John Coffin團(tuán)隊(duì)還沒有檢測到來自其他器官的細(xì)胞或者在大腦中活躍的其他基因的體細(xì)胞基因重組跡象。但是，John Coffin推測，這一機(jī)制很有可能正在修改其他基因。如果未來確實(shí)被驗(yàn)證，將有望對其他腦部疾病（例如帕金森）帶來新的指示。
澳大利亞布里斯班昆士蘭大學(xué)的分子生物學(xué)家Geoffrey Faulkner評價道，這是一項(xiàng)具有里程碑意義的研究，可能是分子生物學(xué)領(lǐng)域多年來的發(fā)現(xiàn)之一。
參考資料：
‘Landmark study’ shows brain cells revamp their DNA, perhaps sparking Alzheimer’s disease
Never-before-seen DNA recombination in the brain linked to Alzheimer's disease
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