RNA: «Αθάνατα» μόρια ανακαλύφθηκαν στον εγκέφαλο. Certain RNA molecules in the nerve cells in the brain last a life time without being renewed

Μόρια RNA που διατηρούνται για μια ζωή φαίνεται πως συμμετέχουν σε έναν αντιγηραντικό μηχανισμό του νευρικού συστήματος. Τα ευρήματα ίσως έχουν σημασία για την αντιμετώπιση νόσων όπως η Αλτσχάιμερ. Scientists have found that certain RNA molecules in brain cells, termed long-lived RNAs, can persist throughout an organism’s life, playing a critical role in maintaining genome stability and offering insights into brain aging and potential therapies for neurodegenerative diseases. Credit: Christoph Burgstedt/Getty Images

Ένας βασικός κανόνας της Βιοχημείας δείχνει να καταρρίπτεται μετά την ανακάλυψη μορίων RNA που διατηρούνται για μια ζωή στον εγκέφαλο του ποντικού, πιθανότατα και του ανθρώπου.

Ένας βασικός κανόνας της Βιοχημείας δείχνει να καταρρίπτεται μετά την ανακάλυψη μορίων RNA που διατηρούνται για μια ζωή στον εγκέφαλο του ποντικού, πιθανότατα και του ανθρώπου.

Το «αθάνατο» RNA, λένε οι ερευνητές που το ανακάλυψαν, φαίνεται πως φρενάρει τη γήρανση των νευρώνων και ίσως προσφέρει νέα δεδομένα για την αντιμετώπιση εκφυλιστικών νόσων όπως η Αλτσχάιμερ.

Στο ανθρώπινο σώμα, λίγα πράγματα μένουν σταθερά στην πορεία του χρόνου. Βιομόρια αποδομούνται και ανακυκλώνονται, τα κύτταρα πολλαπλασιάζονται και οι ιστοί ανανεώνονται συνεχώς.

Νευρώνας από τον ιππόκαμπο του εγκεφάλου. Σε αντίθεση με άλλα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος, τα περισσότερα νευρικά κύτταρα δεν διαιρούνται (Wikimedia Commons).

Υπάρχουν όμως και εξαιρέσεις, όπως τα περισσότερα κύτταρα της καρδιάς, του παγκρέατος και του νευρικού συστήματος, τα οποία διατηρούνται κυριολεκτικά για μια ζωή.

Η ανθεκτικότητα αυτών των κυττάρων στη γήρανση δεν έχει μόνο ακαδημαϊκό ενδιαφέρον, καθώς τα νευροεκφυλιστικά νοσήματα όπως οι νόσοι του Πάρκινσον και του Αλτσχάιμερ δεν αποκλείονται να συνδέονται με αστοχίες αυτού του μηχανισμού άμυνας.

Εφ’ όρου ζωής

Certain RNA molecules in the nerve cells in the brain last a life time without being renewed. Neuroscientists have now demonstrated that this RNAs are generally short-lived molecules that are constantly reconstructed to adjust to environmental conditions. The research group hopes to decipher the complex aging process of the brain and gain a better understanding of related degenerative diseases. Credit: Christoph Burgstedt/Getty Images

Η νέα μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό Science, υποδεικνύει ότι κάποια μόρια RNA που εντοπίζονται στον πυρήνα των κυττάρων επιζούν στους νευρώνες και ορισμένα βλαστοκύτταρα του εγκεφάλου από τη γέννηση μέχρι τον θάνατο.

Vector scientific icon spiral of DNA and RNA. An illustration of the differences in the structure of the DNA and RNA molecules. Image poster structure RNA and DNA. © Shutterstock

Αυτό είναι γνωστό ότι συμβαίνει με το DNA των νευρικών κυττάρων, το οποίο μπορεί να διατηρείται σταθερό επί δεκαετίες. Το RNA, αντίθετα, ένας χημικός ξάδελφος του DNA που επιτελεί μια πληθώρα διαφορετικών λειτουργιών στα κύτταρα, θεωρείται ασταθές και βραχύβιο μόριο, το οποίο διασπάται και ανακυκλώνεται αφότου επιτελέσει το έργο του.

Όπως φαίνεται, αυτό δεν ισχύει πάντα. Διεθνής ερευνητική ομάδα εξέτασε τα μόρια RNA στον εγκέφαλο ποντικών σημαδεύοντάς τα με φθορίζουσες χρωστικές. Τα περισσότερα διαπιστώθηκε πως ήταν βραχύβια όπως αναμενόταν. Υπήρχαν όμως και μόρια εντός του πυρήνα που διατηρήθηκαν σε περίπου σταθερά επίπεδα από τη γέννηση μέχρι την ηλικία των δύο ετών, περίπου όσο το προσδόκιμο ζωής του ποντικού.

Σε αντίθεση με το λεγόμενο αγγελιαφόρο RNA (mRNA), το οποίο μεταφέρει πληροφορίες από το DNA στα κυτταρικά εργοστάσια που παράγουν πρωτεΐνες, τα μόρια RNA της μελέτης δεν φαίνεται να συμμετέχουν άμεσα στην έκφραση γονιδίων.

Cross-section of a one-year-old mouse brain. RNA and DNA are indicated with grey (EU; 5- ethynyluridine) and blue (DAPI) staining, respectively. Visible brain regions include the olfactory bulb (OB), rostral migratory stream (RMS), subventricular zone (SVZ), and the dentate gyrus (DG). © Zocher et al./Science

Βρίσκονται συγκεντρωμένα πάνω στη λεγόμενη «ετεροχρωματίνη», περιοχές του DNA που δεν χρησιμοποιούνται από τους συγκεκριμένους τύπους κυττάρων και μένουν σφιχτά τυλιγμένες γύρω από προστατευτικές πρωτεΐνες.

Μια πρώτη εικόνα για τη χρησιμότητα αυτών των μορίων RNA προέκυψε από πείραμα με καλλιέργειες νευρικών κυττάρων, το οποίο έδειξε ότι η τεχνητή μείωση των μορίων αυτών οδήγησε σε ανωμαλίες της δομής της χρωματίνης και γονιδιωματική αστάθεια.

Tomohisa Toda. The neuroscientist tries to understand how neural cells in the brain can work for decades without replacement and explores the role of aging as one of the most critical risk factors in neurological disease development. © Tomohisa Toda

Όπως φαίνεται, τα «αθάνατα» μόρια RNA αποτελούν τμήματα ενός αντιγηραντικού μηχανισμού. Περαιτέρω μελέτες μένει να επιβεβαιώσουν την ύπαρξή τους στον άνθρωπο και το ρόλο τους σε νευρολογικές ασθένειες που συνδέονται με το γήρας.

Ένα άλλο ερώτημα που χρήζει απάντησης είναι το εάν τέτοια μόρια υπάρχουν και στα μη ανανεώσιμα κύτταρα της καρδιάς και του παγκρέατος.

Πηγές: “Lifelong persistence of nuclear RNAs in the mouse brain” by Sara Zocher, Asako McCloskey, Anne Karasinsky, Roberta Schulte, Ulrike Friedrich, Mathias Lesche, Nicole Rund, Fred H. Gage, Martin W. Hetzer and Tomohisa Toda, 4 April 2024, Science.
DOI: 10.1126/science.adf3481 - https://ista.ac.at/en/news/nerve-cells-old-at-heart/ - https://www.genengnews.com/news/long-lived-rna-in-nerve-cells-can-last-a-lifetime/ - https://www.in.gr/2024/04/12/in-science/episthmes/rna-athanata-moria-anakalyfthikan-ston-egkefalo/