Съществуват ядрени РНК, които не се променят през целия живот

Невролози от Университета „Фридрих – Александър“ от Ерлангер - Нюрнберг, Германия, установяват, че съществуват РНК в нервните клетки на мозъка, които не се обновяват. Откритието е важно, като се има предвид, че по принцип РНК са краткотрайни молекули, за които е характерно, че постоянно се променят, за да се приспособят към условията на околната среда.

Проучването

Екипът на проф. Томохиса Тода, специалист по неврална епигеномика в Университета „Фридрих- Александър“ и техни колеги от Дрезден, САЩ и Австрия извършват проучване, благодарение на което успяват да идентифицират ключов компонент, свързан със стареенето на мозъка.

Невролозите откриват, че определени видове РНК, които защитават генетичния материал, съществуват толкова дълго, колкото и самите неврони. А това, както споделя проф. Тода, е изненадващо, защото: „За разлика от ДНК, която по правило никога не се променя, повечето РНК молекули се обменят постоянно и съществуват кратко.“

>>>Карта показва прекъсването на невронните връзки в мозъка

Учените припомнят, че по-голямата част от клетките в човешкото тяло се обновяват редовно и по този начин запазват жизнеността си. В същото време сърцето, панкреасът и мозъкът са съставени от клетки, които не се обновяват през целия живот на човека, но е наложително да бъдат в състояние да работят. Както пояснява проф. Тода стареещите неврони представляват сериозен рисков фактор за възникването на невродегенеративни заболявания като болестта на Алцхаймер, например. Затова и разбирането в пълнота на процеса на стареене и на това кои ключови компоненти участват в поддържането на клетъчната функция, е от решаващо значение за създаването на ефективни и работещи концепции и стратегии за лечение.

Всичко това води до задачата, която учените си поставят – да определят продължителността на живот на молекулите на РНК.

Екипите на проф. Тода и на колегата му от Института за наука и технологии в Австрия клетъчният биолог проф. Мартин Хетцер успяват да маркират РНК с флуоресцентни молекули. Това им позволява да проследят продължителността на живота им в мозъчните клетки на мишки.

„Бяхме дори в състояние да идентифицираме маркираните дълготрайни РНК в двегодишни животни. При това не само в техните неврони, но и в соматични възрастни нервни стволови клетки в мозъка“, разказва за изследването проф. Томохиса Тода.

Резултатите

В статията, в която представят получените резултати, публикувана в научното списание Science, авторите подчертават, че изследването им показва, как някои от тези дълготрайни РНК играят решаващ роля в поддържането целостта на генома и клетъчната пластичност.

„Тъй като възрастните бозайници имат ограничен капацитет да заменят невроните, дълголетието на тези РНК може да бъде от решаващо значение за функционирането на мозъка през целия живот, но може да допринесе и за неговия зависим от възрастта спад“, пишат учените.

Учените наричат живеещите дълго РНК – LL- РНК.

Невролозите откриват още, че те най-често са разположени в ядрата на клетките, които са свързани тясно с хроматина – комплекс от ДНК и протеини, които образуват хромозоми.
Това показва, че LL- РНК играят ключова роля в регулирането на хроматина. За да потвърди хипотезата си, екипът решава да намали концентрацията на LL- РНК в in vitro експеримент с модели на възрастни нервни стволови клетки.

Изследователите наблюдават, че в резултат на това целостта на хроматина е силно нарушена.

„Убедени сме, че LL- РНК имат значима роля в дългосрочното регулиране на стабилността на генома, а следователно и в запазването на нервните клетки през целия живот“, споделя проф. Тода.

>>>Създадоха 3D принтирана мозъчна тъкан, която разкрива нови възможности за лечение на невродегенеративни заболявания

Той и колегите му се надяват, че следващите им изследвания ще предоставят по-задълбочен поглед върху биофизичните механизми, които стоят зад дългосрочното запазване на LL- РНК. Надяват да разберат повече за биологичната им функция в регулирането на хроматина, но и да успеят да дешифрират сложния процес на стареене на мозъка, което ще подобри разбирането на учените за свързаните с него дегенеративни заболявания.