塔夫茨大學的科學家發現了一種分子機制，可以逆轉造成弗里德賴希共濟失調的遺傳缺陷，這種神經退行性疾病使受害人難以行走，手臂和腿部感覺喪失以及神經組織退化引起的言語障礙。脊髓。研究人員今天在《美國國家科學院院刊》上報告說，導致這種疾病的遺傳異常現象（三個字母的DNA序列的多次重複）可以通過增強自然過程來逆轉，該過程會收縮活組織中的重複序列。
弗里德里希（Friedreich）共濟失調是一種遺傳疾病，是由於FXN基因中三個字母的遺傳序列（GAA）擴大重複而引起的，該序列編碼frataxin（線粒體正常功能所必需的蛋白質），即細胞的「電池」維持所有其他電池功能運行所需的燃料。健康人通常有8到34個GAA重複序列，攜帶者有35到70個重複序列，表現出疾病症狀的個體有70多個-通常有數百個重複序列。隨著DNA重複次數的增加，細胞變得越來越難以「讀取」 FXN基因並產生線粒體所需的蛋白質，而線粒體又會停止正常發揮作用。40,000個人中有一個患有這種情況。
塔夫茨大學藝術與科學學院生物學系教授兼系主任謝爾蓋·米爾金（Sergei Mirkin）說：「 DNA從字面上重複了整個過程。」 「它們還會引起周圍DNA的其他突變，或者使染色體變得極易碎，破碎或重新排列。如果我們能夠將組織中的DNA重複收縮到健康人所能達到的水平，我們也許能夠穩定DNA並減少疾病的影響。」
眾所周知，在患者的組織中，GAA重複序列不穩定並且會不斷膨脹和收縮。了解GAA重複擴張和收縮（尤其是收縮）的機制，對於制定與當前無法治癒的疾病作鬥爭的策略非常重要。儘管該機制的確切細節在很大程度上尚不清楚，但有關DNA重複序列如何收縮的理論已經發展了許多。為了查明實際機制，該研究的作者開發了一種酵母實驗系統（Saccharormyces cerevisiae），以定量測量不同干預措施對DNA重複序列收縮的影響，發現收縮通常發生在DNA複製過程中，在所謂的「滯後鏈合成」過程中。
複製兩條DNA鏈時，一條鏈以連續方式複製，而另一條必須由縫合在一起的較小碎片組裝而成。之所以稱其為落後鏈，是因為其較複雜的合成限制了DNA複製的速率。
塔夫茨大學的研究人員發現，重複序列的收縮取決於DNA重複序列沿著落後鏈形成不尋常的三螺旋DNA結構的能力。DNA的正常結構是雙螺旋，由兩條互相纏繞的鏈組成。相反，三重螺旋由纏繞成螺旋形扭曲的三股線組成。
由於複製機制跨過滯後鏈，因此無法輕易繞過重複序列形成的三鏈體。當複製機制跳過此三重螺旋障礙時，複製的DNA鏈最終以較少的GAA重複序列結束。
Mirkin實驗室的研究生，這項研究的第一作者，Alexandra Khristich說：「儘管在酵母模型中發現了這些結果，但它們的確為我們提供了Friedreich共濟失調中DNA重複不穩定的機制的線索。」 「我希望我們的發現將成為潛在發展治療策略的起點，該策略將使患者組織中的DNA重複收縮達到平衡」