LA JOLLA / LONDON (IT BOLTWISE) – Wissenschaftler am Salk Institute haben eine umfassende Einzelzell-Atlas des alternden Gehirns erstellt, der epigenetische Veränderungen in verschiedenen Zelltypen und Gehirnregionen aufzeigt. Diese bahnbrechende Forschung könnte neue Wege zur Bekämpfung neurodegenerativer Erkrankungen eröffnen.
Die Alterung des Gehirns ist ein komplexer Prozess, der mit zahlreichen molekularen Veränderungen einhergeht. Forscher des Salk Institute haben nun den umfassendsten Einzelzell-Atlas des alternden Gehirns erstellt, der epigenetische Veränderungen in über einer Million Zellen des Mausgehirns kartiert. Diese Studie zeigt, dass das Altern nicht gleichmäßig verläuft; verschiedene Gehirnregionen und Zelltypen altern unterschiedlich schnell.
Ein bemerkenswerter Befund der Studie ist die Aktivierung sogenannter ‘Jumping Genes’, transponierbare Elemente, die ihre chemischen ‘Silencer’ verlieren und mit dem Alter aktiver werden. Diese Aktivierung könnte zur zellulären Dysfunktion und damit zu kognitiven Beeinträchtigungen beitragen. Interessanterweise sind die epigenetischen Veränderungen in nicht-neuronalen Zellen, wie Gliazellen, ausgeprägter als in Neuronen.
Die Forscher nutzten modernste Technologien wie räumliche Transkriptomik, um fast 900.000 Zellen zu profilieren, und führten Methylierungs- und Chromatinkonformations-Assays an über 200.000 Zellen durch. Diese umfassenden Daten ermöglichen es, die epigenetischen Unterschiede zwischen verschiedenen Altersgruppen zu erkennen und neue Deep-Learning-Modelle zu entwickeln, die altersbedingte Genexpressionsänderungen vorhersagen können.
Die Ergebnisse dieser Studie könnten weitreichende Auswirkungen auf das Verständnis und die Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen haben. Durch die Identifizierung spezifischer chemischer Tags, die sich mit dem Alter verändern, könnten Wissenschaftler Wege finden, das Epigenom zurückzusetzen und so die Gesundheit zu verbessern. Der Atlas ist nun öffentlich zugänglich und wird als kritische Referenz für die Interpretation menschlicher Gehirndatensätze dienen.
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