認知症の謎に？！脳は学習するたびにDNAをいちいち破壊していると判明、MIT発見

人は学習したり、記憶したりするときに、脳の中でDNAを破壊していると分かった。うまく直せない場合はダメージが残ってしまうことになる。認知症の謎にもつながるかもしれない。米国マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究グループが、有力科学誌のセル誌オンライン版に2015年６月６日に報告した。

遺伝子を活発にしている

なぜDNAを破壊するプロセスがあるかといえば、重要な遺伝子の働きを活発にできるからだ。学習と記憶に伴って、脳において必要な機能を有効にしていくというものだ。人は年を取るに従って、このDNA損傷を修復する能力が弱まってしまい、結果として退化へとつながっているとも見られた。

700の遺伝子で変化

研究グループは神経細胞を使って、DNAの破壊に伴って変化の起きる遺伝子を検証した。DNA破壊につながる化学品で細胞を処理、それで活発になったDNAを反映するRNAを集めた。ここから活発になるDNAを知ることができる。結果としてDNAの破壊によって700の遺伝子で変化が起きると分かった。大部分は遺伝子の働くレベルが減少していた。研究グループが驚いたのは、神経細胞の刺激、例えば、新しい感覚の経験をするとすぐに反応すると知られる12の遺伝子でレベルが増えたところという。新しい経験に伴う神経活動と同様な刺激を与えると、遺伝子の働きを高め、DNAの破壊も起こした。

酵素がコントロール

研究グループはさらにこの仕組みがトポイソメラーゼ２βという酵素で起こることも突き止めた。この酵素がなくなると、DNA破壊で生じる遺伝子の変化が起こりにくくなったからだ。研究グループは、学習や記憶をするたびに、なぜここまでの強烈な変化を起こす必要があるか検証していく必要はありそうだ。神経のダメージにもつながり、場合によってはがんにつながる可能性もある。未解明の仕組みは尽きない。

文献情報

DNA breakage underlies both learning, age-related damage. MIT News 2015 June 4.

DNA breakage underlies both learning, age-related damage | MIT News

MIT researchers have found that the process allowing our brains to learn and generate new memories also leads to degeneration as we age. The finding could lead to new approaches to preventing cognitive decline in disorders such as Alzheimer’s disease.

Activity-Induced DNA Breaks Govern the Expression of Neuronal Early-Response Genes. – PubMed – NCBI

Cell. 2015 Jun 18;161(7):1592-605. doi: 10.1016/j.cell.2015.05.032. Epub 2015 Jun 4. Research Support, N.I.H., Extramural; Research Support, Non-U.S. Gov’t