神经元活动对大脑发育、学习记忆以及对外界环境的适应至关重要。但是，神经元不能像其他细胞一样分裂和再生，许多神经元在生成后会伴随我们终生。神经元的发电过程可能对DNA稳定性造成潜在威胁，甚至造成DNA的断裂。先前的研究表明DNA的断裂会常常导致肿瘤发生、神经退行性疾病以及死亡，因此DNA的损伤修复对于维持基因组的稳定是不可或缺的。那么对于神经元来说，生物是否演化了一种特有的DNA损伤修复机制呢？
最近，哈佛医学院神经领域的Michael Greenberg发表了一篇题为“A NPAS4–NuA4 complex couples synaptic activity to DNA repair”的研究，该研究鉴定了一种神经元特有的复合物，并揭示了神经元活动诱导的DNA断裂位点结合参与DNA断裂修复。研究人员表示，这可能是神经发育疾病、神经退行性疾病以及衰老过程中的一个关键因素。

 

通过分子筛、质谱等手段，研究人员确定了Npas4作为即刻早期基因（在神经元活跃后特异性表达），也可以成为NuA4复合体的一部分。并证明该复合物在开放染色质上具有共同定位，且在神经元激活后，开放染色质上的共定位增多。研究说明Npas4参与了NuA4复合物对开放染色质的调控，并被神经元活动所激活。

NuA4复合物最关键的一个功能就是修复DNA的双链断裂。通过对DNA断裂位点、DNA修复位点与Npas4-NuA4复合物在染色质上的结合位点进行检测和连锁分析，研究人员发现Npas4-NuA4复合物在神经元激活后，定位于DNA双链断裂位点，并与DNA修复的关键复合物MRN共定位。染色质与Npas4越亲和，DNA修复发生的频率越高，证明Npas4-NuA4复合物可能参与了DNA断裂修复的过程。

那么Npas4与染色质的共定位过程，会不会是一种“路灯效应”（即Npas-NuA4复合物只是在染色质上有其他的功能，碰巧和MRN复合物一起出现）呢？研究人员在小鼠中敲除Npas4后发现，DNA断裂发生频率变高，且造成的单核苷酸突变（SNVs）增多。并且相比正常小鼠而言，小鼠年龄越大，Npas4敲除小鼠发生SNV的频率明显变高。这一系列研究说明Npas4确实参与了DNA的断裂修复过程，并在衰老过程中维持了DNA序列的稳定性。

这一令人信服且具有突破性的研究，扩展了我们对即刻早期基因的功能认识，并且拓宽了人们对DNA修复机制的认识，为未来研究神经发育和神经退行性疾病提供了新的思路。