Določene molekule RNK v živčnih celicah v možganih trajajo vse življenje, ne da bi se obnovile. Nevroznanstveniki z univerze Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) so skupaj z raziskovalci iz Nemčije, Avstrije in ZDA to dokazali.
RNK so na splošno kratkožive molekule, ki se nenehno rekonstruirajo, da se prilagodijo okoljskim razmeram. S svojimi ugotovitvami raziskovalna skupina upa, da bo razvozlala kompleksen proces staranja možganov in pridobila boljše razumevanje povezanih degenerativnih bolezni.
Večina celic se redno obnavlja
Večina celic v človeškem telesu se redno obnavlja in s tem ohranja svojo vitalnost. Vendar obstajajo izjeme: srce, trebušna slinavka in možgani so sestavljeni iz celic, ki se vso življenjsko dobo ne obnavljajo, pa morajo še vedno ostati v polnem stanju.
»Starajoči se nevroni so pomemben dejavnik tveganja za nevrodegenerativne bolezni, kot je Alzheimerjeva bolezen,« pravi prof. dr. Tomohisa Toda, profesor nevronske epigenomike na FAU in v centru Max Planck za fiziko in medicino v Erlangnu. »Osnovno razumevanje procesa staranja in tega, katere ključne komponente so vključene v ohranjanje delovanja celic, je ključnega pomena za učinkovite koncepte zdravljenja.«
V skupni študiji, ki so jo izvedli skupaj z nevroznanstveniki iz Dresdna, La Jolle (ZDA) in Klosterneuburga (Avstrija), je delovna skupina, ki jo vodi Toda, identificirala ključno komponento staranja možganov: raziskovalci so lahko prvič dokazali, da nekateri vrste ribonukleinske kisline (RNA), ki ščitijo genetski material, obstajajo tako dolgo, kot obstajajo nevroni sami. »To je presenetljivo, saj je za razliko od DNK, ki se praviloma nikoli ne spremeni, večina molekul RNK izjemno kratkoživih in se nenehno izmenjujejo,« pojasnjuje Toda.
»Identificirali smo celo označene dolgožive RNK …«
Da bi določili življenjsko dobo molekul RNK, je skupina Toda sodelovala z ekipo prof. Martin Hetzer, celičnega biologa na Inštitutu za znanost in tehnologijo Avstrije (ISTA). »Uspelo nam je označiti RNK s fluorescenčnimi molekulami in slediti njihovi življenjski dobi v možganskih celicah miši,« pojasnjuje Tomohisa Toda, ki ima edinstveno strokovno znanje na področju epigenetike in nevrobiologije in je leta 2023 prejel štipendijo ERC Consolidator za svoje raziskave. »Identificirali smo celo označene dolgožive RNK pri dve leti starih živalih, in ne samo v njihovih nevronih, ampak tudi v somatskih odraslih nevralnih izvornih celicah v možganih.«
Poleg tega so raziskovalci odkrili, da se dolgožive RNK, ki so jih na kratko imenovali LL-RNK, običajno nahajajo v celičnih jedrih, tesno povezanih s kromatinom, kompleksom DNA in beljakovin, ki tvorijo kromosome. To kaže, da ima LL-RNK ključno vlogo pri uravnavanju kromatina.
Da bi potrdili to hipotezo, je ekipa zmanjšala koncentracijo LL-RNK v poskusu in vitro z modeli odraslih živčnih matičnih celic, zaradi česar je bila celovitost kromatina močno prizadeta. »Prepričani smo, da imajo LL-RNK pomembno vlogo pri dolgoročni regulaciji stabilnosti genoma in s tem pri vseživljenjskem ohranjanju živčnih celic,« pojasnjuje Tomohisa Toda. »Prihodnji raziskovalni projekti bi morali dati globlji vpogled v biofizikalne mehanizme za dolgoročno ohranitvijo LL-RNK. Želimo izvedeti več o njihovi biološki funkciji pri regulaciji kromatina in kakšen učinek ima staranje na vse te mehanizme.«
Novinar
