Oamenii de ştiinţă au descoperit în celulele nervoase blocuri de construcţie care durează o viaţă întreagă.
Anumite molecule de ARN din celulele nervoase din creier rezistă o viaţă întreagă fără a fi reînnoite. Neurologii de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) au demonstrat acum acest lucru într-o cercetare realizată în colaborare cu cercetători din Germania, Austria şi Statele Unite.
ARN-urile sunt, în general, molecule cu durată de viaţă scurtă care se reconstruiesc în mod constant pentru a se adapta la condiţiile de mediu.
Cu aceste descoperiri, care au fost publicate joi, în revista Science, grupul de cercetare speră să descifreze procesul complex de îmbătrânire a creierului şi să înţeleagă mai bine bolile degenerative aferente.
Majoritatea celulelor din corpul uman sunt reînnoite în mod regulat, păstrându-şi astfel vitalitatea.
Cu toate acestea, există însă şi excepţii: inima, pancreasul şi creierul sunt formate din celule care nu se reînnoiesc pe toată durata vieţii şi care, cu toate acestea, trebuie să rămână în perfectă stare de funcţionare.
„Neuronii îmbătrâniţi sunt un factor de risc important pentru bolile neurodegenerative, cum ar fi Alzheimer", spune prof. dr. Tomohisa Toda, profesor de epigenomică neuronală la FAU şi la Centrul Max Planck pentru Fizică şi Medicină din Erlangen.
Înţelegerea a ceea ce stă la baza procesului de îmbătrânire şi a componentelor cheie implicate în menţinerea funcţiei celulare este crucială pentru concepte de tratament eficiente, spun cercetătorii.
Într-un studiu comun realizat împreună cu specialişti în neuroştiinţe din Dresda, La Jolla (SUA) şi Klosterneuburg (Austria), grupul de lucru a identificat acum o componentă cheie a îmbătrânirii creierului: cercetătorii au reuşit să demonstreze pentru prima dată că anumite tipuri de acid ribonucleic (ARN) care protejează materialul genetic există la fel de mult timp ca şi neuronii înşişi.
„Acest lucru este surprinzător, deoarece, spre deosebire de ADN, care, de regulă, nu se schimbă niciodată, majoritatea moleculelor de ARN au o durată de viaţă extrem de scurtă şi sunt schimbate în mod constant", explică autorii.
Pentru a determina durata de viaţă a moleculelor de ARN, grupul a colaborat cu o echjipă de specialişti în biologie celulară, de la Institutul de Ştiinţă şi Tehnologie din Austria (ISTA).
Ei au reuşit să marcheze ARN-urile cu molecule fluorescente şi să le urmărească durata de viaţă în celulele creierului de şoarece
„Am reuşit chiar să identificăm ARN-urile marcate cu durată lungă de viaţă la animalele de doi ani, şi nu doar în neuronii acestora, ci şi în celulele stem neuronale somatice adulte din creier", explică autorii.
În plus, cercetătorii au descoperit că ARN-urile cu durată lungă de viaţă, pe care le-au denumit LL-RNA, tind să fie localizate în nucleele celulelor, strâns legate de cromatină, un complex de ADN şi proteine care formează cromozomii.
Acest lucru indică faptul că ARN-LL joacă un rol-cheie în reglarea cromatinei.
Pentru a confirma această ipoteză, echipa a redus concentraţia de LL-RNA într-un experiment in vitro cu modele de celule stem neuronale adulte, rezultatul fiind că integritatea cromatinei a fost puternic afectată.
„Suntem convinşi că ARN-LL joacă un rol important în reglarea pe termen lung a stabilităţii genomului şi, prin urmare, în conservarea pe tot parcursul vieţii a celulelor nervoase", explică spune prof. dr. Toda.
Proiectele de cercetare viitoare ar trebui să ofere o perspectivă mai profundă asupra mecanismelor biofizice care stau la baza conservării pe termen lung a LL-RNA-urilor.
Echipa şi-a propus să afle mai multe despre funcţia lor biologică în reglarea cromatinei şi ce efect are îmbătrânirea asupra tuturor acestor mecanisme.
