Η τροποποίηση του RNA ελέγχει την ανάπτυξη του εγκεφάλου | Biology.gr

Η τροποποίηση του RNA ελέγχει την ανάπτυξη του εγκεφάλου

Οι καθηγητές των νευροεπιστημών Guo-li Ming, MD, PhD και Hongjun Song, PhD, μελετούν τις βασικές αρχές για τον τρόπο δημιουργίας ενός λειτουργικού εγκεφάλου. «Όταν η εξέλιξη αυτή δεν είναι σωστή, συμβαίνουν προβλήματα και μπορεί να προκαλέσουν ψυχιατρικές διαταραχές στους ανθρώπους», δήλωσε ο Song. Η Ming και o Song χρησιμοποίησαν ζωικά μοντέλα, που ονομάζονται επίσης μίνι-μυαλά, και προέρχονται από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα με σκοπό να συσχετίσουν τα ευρήματά τους με τις συνθήκες που συναντώνται στους ανθρώπους.

Τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες ανακάλυψαν χημικές τροποποιήσεις στο αγγελιαφόρο RNA (mRNA) σε ορισμένες περιοχές και διαπίστωσαν ότι αυτές οι αλλαγές είναι δυναμικές, πράγμα που σημαίνει ότι μια συγκεκριμένη χημική ομάδα προστίθεται και απομακρύνεται από ένζυμα με κανονικό τρόπο . Η χημική ομάδα που μελετήθηκε, m6A, είναι η πλέον διαδεδομένη τροποποίηση του mRNA σε ανθρώπινα κύτταρα.

"Αναρωτηθήκαμε λοιπόν: Είναι αυτό ένα άλλο επίπεδο ρύθμισης της γονιδιακής έκφρασης;", δήλωσε η Μινγκ.

Η επικρατούσα άποψη είναι ότι μια αυστηρά ελεγχόμενη μοριακή διαδικασία καθοδηγεί την περίπλοκη ανάπτυξη του εγκεφάλου πριν από τη γέννηση - και ότι η διαδικασία βασίζεται σε μια ακριβή ακολουθία γονιδίων που ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται. Ωστόσο, ακόμη και τα μικρά λάθη σε αυτή τη διαδικασία μπορούν να ενισχυθούν αργότερα. O Song παρομοιάζει αυτή τη διαδικασία με μια αμαξοστοιχία που κινείται σε λάθος διαδρομή και καταλήγει σε μίλια και μίλια μακριά από τον προβλεπόμενο προορισμό της. Ένα νέο πεδίο που ονομάζεται επιμετραγραφική (epitranscriptomics) γεννήθηκε από αυτή τη γνώση.

Το περιοδικό Cell δημοσίευσε την πρώτη μελέτη της επιμεταγραφικής λειτουργίας στον εγκέφαλο των εμβρυϊκών θηλαστικών και το κλειδί είναι το m6A, ένας δείκτης για τα μόρια που προορίζονται για απόρριψη μέσα στο κύτταρο. Κανονικά, mRNA με σήμανση m6A σχετίζονται με τέτοιες διεργασίες όπως η κυτταρική αντιγραφή και διαφοροποίηση νευρώνων και η σήμανση m6A προάγει την αποσύνθεσή τους αφού δεν χρειάζονται πλέον.

 

Εάν το m6A δεν προστεθεί τη σωστή χρονική στιγμή σε ένα μόριο που προορίζεται για καταστροφή, τότε η ανάπτυξη αρχίζει να παίρνει το λάθος δρόμο. Οι Ming και Song υποθέτουν ότι αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ανάπτυξη των εγκεφαλικών κυττάρων έχει κολλήσει σε ένα προγενέστερο στάδιο επειδή τα m6A για την απομάκρυνση των κυτταρικών αποβλήτων είναι λανθασμένα ή δεν διαβάζονται καθόλου.

Οι ερευνητές βρήκαν ότι σε ποντικούς που δεν είχαν το m6A, η αναπαραγωγή των κυττάρων καθυστερεί, έτσι ώστε η διαφοροποίηση των κυττάρων, η οποία θα έπρεπε κανονικά να συμβεί, να κολλάει. Ο ποντικός νοκ-άουτ αναπτύσσει λιγότερα εγκεφαλικά κύτταρα, όπως νευρώνες και κύτταρα γλοίας, και ως εκ τούτου έχει μη φυσιολογικό εγκέφαλο.

"Χρησιμοποιήσαμε ένα μίνι-εγκέφαλο, που προέρχεται από ανθρώπινα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα με σκοπό να συσχετίσουμε τα ευρήματα από τον knockout ποντικό  με τον άνθρωπο", δήλωσε η Ming. "Η σηματοδότηση από το m6A ρυθμίζει επίσης την ανάπτυξη νευρώνων στον άνθρωπο."

Η ανάπτυξη των νευρώνων στους μίνι-εγκεφάλους που έχει αναπτύξει η Ming είναι παρόμοια με αυτή που συμβαίνει στους ανθρώπους, και συγκεκριμένα κατά την ανάπτυξη του εγκεφάλου του εμβρύου μέχρι το δεύτερο τρίμηνο.

"Εξεπλάγην όταν βρήκαμε ότι τα ανθρώπινα βλαστοκύτταρα είχαν μεγαλύτερο αριθμό σηματοδοτικών μορίων m6A σε σύγκριση με τα κύτταρα του ποντικού", δήλωσε η Ming. «Συγκρίνοντας τη σύνδεση m6A-mRNA μεταξύ της ανάπτυξης του ποντικιού και του ανθρώπινου εμβρυϊκού εγκεφάλου αποδείχθηκε ότι ο δείκτης m6A στον άνθρωπο μπορεί να σχετίζεται με γονίδια κινδύνου εγκεφαλικής διαταραχής».

Πολλά από τα γονίδια που σχετίζονται με γενετικό κίνδυνο για ορισμένες καταστάσεις, όπως η σχιζοφρένεια και η διαταραχή του φάσματος του αυτισμού, είναι μόνο m6A-tagged στους ανθρώπους, όχι σε ποντικούς, κι αυξάνουν την πιθανότητα ότι η δυσλειτουργία σε αυτό το επίπεδο γονιδιακής έκφρασης μπορεί να συνεισφέρει σε ορισμένες διαταραχές του ανθρώπινου εγκεφάλου .

Στο εγγύς μέλλον, η ομάδα σχεδιάζει να ψάξει για τα επίπεδα m6A στον ιστό των εγκεφάλων ατόμων που έχουν ψυχιατρικές διαταραχές, καθώς και αν το m6A ρυθμίζει την ανάπτυξη και αναγέννηση του νευρικού συστήματος μετά τη γέννηση.

Print Friendly, PDF & Email
ΚΟΙΝΟΠΟΙΗΣΗ

Αφήστε ένα σχόλιο

four × 2 =

Εγγραφείτε στο Newsletter μας!

Μείνετε ενήμεροι για νέα και άρθρα μας.

Χρησιμοποιούμε cookies για να σας προσφέρουμε καλύτερη εμπειρία στο διαδίκτυο. Συμφωνώντας, αποδέχεστε τη χρήση των cookies σύμφωνα με την Πολιτική Cookies.

Privacy Settings saved!
Ρυθμίσεις Απορρήτου

Όταν επισκέπτεστε μία ιστοσελίδα, μπορεί να λάβει κάποιες βασικές πληροφορίες από τον browser σας, κατά βάση υπό τη μορφή cookies. Εδώ μπορείτε να ρυθμίσετε τη συγκατάθεσή σας σε όλα αυτά.

Αυτά τα cookies είναι απαραίτητα για να λειτουργήσει ο ιστότοπος και δεν μπορεί να απενεργοποιηθεί στα συστήματά μας.

Χρησιμοποιούμε το WooCommerce ως σύστημα αγορών. Για επεξεργασία καλαθιού και παραγγελίας θα αποθηκευτούν 2 cookies. Αυτά τα cookies είναι απολύτως απαραίτητα και δεν μπορούν να απενεργοποιηθούν.
  • woocommerce_cart_hash
  • woocommerce_items_in_cart

Για τη χρήση αυτού του ιστότοπου χρησιμοποιούμε τα παρακάτω cookies που απαιτούνται από τεχνική άποψη
  • wordpress_test_cookie
  • wordpress_logged_in_
  • wordpress_sec

Χρησιμοποιούμε το WooCommerce ως σύστημα αγορών. Για επεξεργασία καλαθιού και παραγγελίας θα αποθηκευτούν 2 cookies. Αυτά τα cookies είναι απολύτως απαραίτητα και δεν μπορούν να απενεργοποιηθούν.
  • woocommerce_cart_hash
  • woocommerce_items_in_cart

Απορρίψη όλων των υπηρεσιών
Δέχομαι όλες τις υπηρεσίες