کشف ردپای RNA مرموز در بروز بیماری آلزایمر

اخیرا محققان بینش های جدیدی در مورد RNA حلقوی نادیده گرفته شده در سلول های مغز و نقش حیاتی آن ها در بیماری هایی مانند آلزایمر و پارکینسون به دست آورده اند.

به گزارش تکناک، یافته‌های آنها علاوه بر ارائه اطلاعات ارزشمند در مورد مکانیسم‌های مولکولی اساسی این بیماری ها، دری را برای توسعه آزمایش‌های تشخیصی و درمان برای آنها باز می‌کند.

RNA های دایره ای یا حلقوی (circRNA) بر خلاف همتایان خطی خود، دارای یک ساختار حلقه ای بسته و فاقد انتهای آزاد هستند. circRNA‌ها که مدت‌ها توسط دانشمندان به دلیل پیامدهای کم خود مورد بررسی قرار نگرفته اند، تا همین اواخر تا حد زیادی به‌ویژه در رابطه با نقش آن‌ها در سلامت مغز، ناشناخته مانده‌اند.

در یک مطالعه جدید، محققان بیمارستان بریگهام در بوستون، این circRNAهای مرموز را شناسایی و فهرست‌بندی کردند و متوجه شدند که با هویت سلولی مغز و اختلالات عصبی بیماری‌های آلزایمر و پارکینسون مرتبط هستند.

کلمنس شارزر، نویسنده مسئول این مطالعه گفت: RNA دایره ای مدت هاست که کنار گذاشته شده است، اما ما معتقدیم که نقش مهمی در برنامه ریزی سلول های مغز انسان و سیناپس ها دارد. ما متوجه شده ایم که این RNA های دایره ای در مقادیر زیادی توسط سلول های مغز، از جمله سلول های مرتبط با پارکینسون و آلزایمر تولید می شوند.

محققان نورون‌ها و سلول‌های غیر عصبی را از 190 مغز انسان پس از مرگ جمع‌آوری کردند و از توالی‌یابی RNA کل برای نقشه‌برداری کد ژنتیکی در circRNA‌های سلول‌ها استفاده کردند.

آنها متوجه شدند که 61 درصد از تمام circRNA های سیناپسی با اختلالات مغزی مرتبط هستند. قابل ذکر است که آنها مشاهده کردند 4834 circRNA به طور سفارشی برای هویت سلولی دوپامین و نورون های هرمی طراحی شده و در مسیرهای سیناپس غنی شده اند. نورون های دوپامین در مغز میانی، حرکت، خلق و خو و انگیزه را کنترل می کنند، در حالی که نورون های هرمی در قشر گیجگاهی نقش مهمی در حافظه و زبان دارند.

ژیانگ دونگ، نویسنده اصلی این مطالعه گفت: خیلی تعجب آور بود که RNA حلقوی به جای RNA های خطی تولید شده از این مکان های ژنی هویت نورون را تعریف می کنند. تنوع circRNA اطلاعات دقیق نوع سلولی را فراهم می کند که توسط RNA های خطی مربوطه از همان ژن توضیح داده نمی شود.

انحطاط دوپامین و نورون های هرمی نقش مهمی در ایجاد اختلالات عصبی دارند. با نگاهی عمیق تر، محققان متوجه شدند که 29 درصد از ژن های پارکینسون و 12 درصد از ژن های مرتبط با بیماری آلزایمر،circRNA  را تولید می کنند. آنها فهمیدند که فعالیت یک circRNA خاص تولید شده توسط ژن پارکینسون DNAJC6 قبل از شروع علائم در نورون های دوپامین کاهش می یابد.

در سطح جهانی، آنها متوجه شدند که circRNA ها توسط ژن های مرتبط با بیماری های مختلف تولید می شوند. ژن‌های مرتبط با اعتیاد ترجیحاً  circRNA ها را در نورون‌های دوپامین، ژن‌های مرتبط با اوتیسم در نورون‌های هرمی و سرطان‌ها را در سلول‌های غیر عصبی تولید می‌کنند.

محققان می گویند یافته های آنها کاربردهای موثرcircRNA  را نشان می دهد.

شارزر گفتcircRNA های طبیعی این پتانسیل را دارند که به عنوان نشانگرهای زیستی برای سلول های مغزی خاص که در مراحل اولیه و پیش از یک بیماری نقش دارند، عمل کنند. RNA حلقوی را نمی توان به راحتی تجزیه کرد و آنها را به ابزاری قدرتمند به عنوان شاخص و ارائه درمان تبدیل می کند. آنها می توانند به صورت مصنوعی بازنویسی شوند و به عنوان داروهای دیجیتال RNA در آینده مورد استفاده قرار گیرند.

مطالعه حاضر قادر به ارائه درک کاملی از چگونگی تعیین هویت نورون و سیناپس توسط این دستگاه پیچیده RNA نبود. تحقیقات بیشتری برای بررسی نحوه عملکرد circRNA ها و تنظیم کننده های ژنتیکی حاکم بر رفتار آنها مورد نیاز است.

با این وجود این مطالعه جامع ترین تجزیه و تحلیل از circRNA ها را در سلول های مغز انسان تا به امروز ارائه کرده است.

دونگ گفت: کشف RNA حلقوی درک ما را از مکانیسم های مولکولی پشت اختلالات عصبی تغییر می دهد. RNA های حلقوی بسیار بادوام تر از RNA های خطی هستند و به عنوان درمان های RNA و نشانگرهای زیستی RNA نویدبخش هستند.