Ny karta avslöjar hur vuxna hjärnceller minns sitt ursprung
Forskare vid Karolinska Institutet har skapat den första detaljerade kartan som visar hur genetisk aktivitet styrs i enskilda celler i den vuxna människans hjärna och ryggmärg. Studien, som publicerats i Nature Neuroscience, visar att oligodendroglia, de celler som bildar hjärnans isolerande myelin, behåller ett ‘epigenetiskt minne’ av utvecklingsprogram långt efter att dessa gener inte längre är aktiva.
Inuti varje cell är DNA tätt packat tillsammans med histonproteiner. Om en gen är påslagen eller avstängd beror på hur öppet detta paket är, och på kemiska förändringar på histonerna som antingen kan främja eller blockera genaktivitet.
I den nya studien använde forskarna avancerade epigenomiska tekniker, inklusive enkelkärne‑ATAC‑sekvensering och en dubbel histonprofileringsmetod som kallas nanoCUT&Tag, för att analysera hundratusentals enskilda celler från olika delar av det centrala nervsystemet.
Upptäckte en tidigare okänd DNA‑region
−Att ha både information om kromatinets tillgänglighet och histonnivåer på enkelcellsnivå hjälper oss att förstå logiken bakom genaktivering och genhämning i den vuxna människans hjärna, säger den ansvariga författaren, professor Gonçalo Castelo‑Branco vid institutionen för medicinsk biokemi och biofysik vid Karolinska Institutet.
Kartan gjorde det möjligt för forskargruppen att identifiera en tidigare okänd DNA‑region som hjälper till att reglera aktiviteten hos Sox10, en viktig gen som bestämmer oligodendrocyters identitet.
Studien visade också att vuxna oligodendrocyter behåller epigenetiska markeringar vid HOX‑genkluster, gener som är viktiga under den tidiga utvecklingen, även om dessa gener inte är aktiva i mogna celler.
−Detta ”epigenetiska minne” av utvecklingsstadier kan göra att vuxna oligodendrocyter snabbt kan aktivera utvecklingsgener vid behov, till exempel under regeneration. Men det kan också göra dem mer sårbara för att utvecklas till cancer, säger Dr. Mukund Kabbe, studiens försteförfattare.
Alla dataset görs offentligt tillgängliga via UCSC Cell Browser och ger en ny resurs för att studera det reglerande landskapet i mänskliga nervceller.
Forskningen genomfördes med stöd från bland andra Cancerfonden, Hjärnfonden, Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, Göran Gustafssons Stiftelse, Swedish Society for Medical Research, Vetenskapsrådet, Europeiska unionen, Chan Zuckerberg Initiative samt det strategiska forskningsområdet Stamceller och regenerativ medicin (Karolinska Institutet).
Publikation
Single-nucleus epigenomic profiling of the adult human central nervous system unveils epigenetic memory of developmental programs
Mukund Kabbe, Eneritz Agirre, Karl E. Carlström, Özge Dumral, Yuk Kit Lor, Fabio Baldivia Pohl, Nicolas Ruffin, David van Bruggen, Mandy Meijer, Luise A. Seeker, Nadine Bestard-Cuche, Alex R.Lederer, Jilin Zhang, Virpi Ahola, Steven A. Goldman, Erik Edström, Lisa Arvidsson, Tiago Holm Moreira, Marek Bartosovic, Maja Jagodic, Anna Williams, Gonçalo Castelo-Branco
Nat Neuroscience (2026). doi.org/10.1038/s41593-026-02208-0