研究揭示了神经元和其他脑细胞之间DNA折叠的差异，并将其与细胞功能联系起来

Skoltech的研究人员及其同事研究了神经细胞调节。越来越多的调节机制知识可以更好地了解健康大脑的运作方式，以及与调节错误相关的发育和肿瘤学疾病中的问题。这项研究发表在《核酸研究》杂志上

除了少数例外，生物体中的所有细胞都含有相同的DNA。尽管如此，即使在一个器官内，也有不同类型的细胞，它们的外观和行为差异很大。例如，大脑中的神经组织由传递信号的神经元和支持神经胶质细胞组成

这种特化是基因调控的结果，即DNA中编码的基因的选择性激活和失活。它既可以发生在细胞的初始发育过程中，也可以发生在成熟细胞中

基因调控的主要机制之一依赖于三维结构。每个细胞核几米长的DNA在3D空间中折叠的方式使得在细胞生命的特定阶段或特定细胞类型中打开或关闭某些基因成为可能

即使在神经元中，也有兴奋性和抑制性的神经元，这两种神经细胞必须运行不同的遗传程序：它们需要不同的基因才能发挥作用。适当的DNA折叠是实现这一点的关键机制

将DNA精确折叠成3D形状就是在所有正确的地方构建环。这是由专门的蛋白质完成的，这些蛋白质与某些基因相互作用，这些基因对正确结构的出现至关重要。如果这些基因出现问题，细胞就会错误折叠其DNA，导致基因调控中断，从而导致疾病

例如，一个失调的神经胶质细胞分裂的方式比癌症细胞更常见。某些发育障碍也与DNA的错误空间结构有关。一个例子是Cornelia de Lange综合征，这是一种以许多生理和认知异常为特征的严重疾病

该研究的主要作者、Skoltech生命科学博士生Ilya Pletenev说：“我们的研究进一步加深了我们对此类疾病以及基因调控如何在健康细胞中发挥作用的理解。”

“在这项特殊的研究中，我们证明了神经元需要关闭的基因在太空中往往彼此靠近，即使如果你将DNA拉直成一条长的一维链，它们可能会相距很远。我们认为这可能会使阻遏蛋白更容易集体关闭这些基因。

”此外，我们还表明神经元和神经胶质细胞的DNA在不同的地方形成环。此外，对所讨论的细胞类型很重要的基因往往会聚集在环的底部，这可能会使激活蛋白更容易同时启动它们。”