Određeni molekuli RNK u nervnim ćelijama u mozgu traju ceo život bez obnavljanja. Neuronaučnici sa Friedrich-Alekander-Universitat Erlangen-Nurnberg (FAU) sada su pokazali da je to slučaj zajedno sa istraživačima iz Nemačke, Austrije i SAD.
RNK su generalno kratkotrajni molekuli koji se stalno rekonstruišu da bi se prilagodili uslovima životne sredine. Sa svojim nalazima koji su objavljeni u časopisu Science, istraživačka grupa se nada da će dešifrovati složeni proces starenja mozga i steći bolje razumevanje povezanih degenerativnih bolesti.
Većina ćelija u ljudskom telu se redovno obnavlja, čime se zadržava vitalnost. Međutim, postoje izuzeci: srce, pankreas i mozak sastoje se od ćelija koje se ne obnavljaju tokom čitavog životnog veka, a ipak moraju da ostanu u punom radnom stanju.
„Neuroni koji stare su važan faktor rizika za neurodegenerativne bolesti kao što je Alchajmerova bolest“, kaže prof. dr Tomohisa Toda, profesor neuronske epigenomike na FAU i Maks Plank centru za fiziku i medicinu u Erlangenu. „Osnovno razumevanje procesa starenja i koje ključne komponente su uključene u održavanje funkcije ćelija je ključno za efikasne koncepte lečenja.“
U zajedničkoj studiji koja je sprovedena zajedno sa neuronaučnicima iz Drezdena, La Jole (SAD) i Klosternojburga (Austrija), radna grupa koju vodi Toda sada je identifikovala ključnu komponentu starenja mozga: istraživači su po prvi put uspeli da pokažu da određene vrste ribonukleinske kiseline (RNK) koje štite genetski materijal postoje isto koliko i sami neuroni.
„Ovo je iznenađujuće, jer za razliku od DNK, koja se po pravilu nikada ne menja, većina molekula RNK je izuzetno kratkog veka i stalno se razmenjuje“, objašnjava Toda.
Da bi se utvrdio životni vek molekula RNK, grupa Toda radila je zajedno sa timom prof. dr Martina Hecera, ćelijskog biologa sa Instituta za nauku i tehnologiju Austrije (ISTA).
„Uspeli smo da obeležimo RNK fluorescentnim molekulima i pratimo njihov životni vek u moždanim ćelijama miševa“, objašnjava Toda, koji ima jedinstvenu ekspertizu u epigenetici i neurobiologiji i koji je dobio ERC Consolidator Grant za svoja istraživanja 2023. „Bili smo čak u mogućnosti da identifikuju obeležene dugovečne RNK kod dvogodišnjih životinja, i to ne samo u njihovim neuronima, već iu somatskim odraslim neuralnim matičnim ćelijama u mozgu.
Pored toga, istraživači su otkrili da dugovečne RNK, koje su kratko nazvali LL-RNA, imaju tendenciju da se nalaze u jezgru ćelija, blisko povezane sa hromatinom, kompleksom DNK i proteina koji formiraju hromozome.
Ovo ukazuje da LL-RNA igra ključnu ulogu u regulisanju hromatina. Da bi potvrdio ovu hipotezu, tim je smanjio koncentraciju LL-RNA u in vitro eksperimentu sa modelima neuralnih matičnih ćelija odraslih, što je rezultiralo da je integritet hromatina bio snažno narušen.
„Ubeđeni smo da LL-RNA igraju važnu ulogu u dugoročnoj regulaciji stabilnosti genoma i stoga u doživotnoj konzervaciji nervnih ćelija“, objašnjava Toda.
„Budući istraživački projekti bi trebalo da daju dublji uvid u biofizičke mehanizme koji stoje iza dugoročne konzervacije LL-RNK. Želimo da saznamo više o njihovoj biološkoj funkciji u regulaciji hromatina i kakav efekat starenje ima na sve ove mehanizme.“
