برخی RNAها در سلول های عصبی می تواند یک عمر باقی بمانند

برخلاف درک تاریخی از طول عمر RNA در سلول ها، برخی از RNA ها می توانند در سلول ها در طول زندگی یک ارگانیسم باقی بمانند. نویسندگان اصلی، مارتین هیتزر، دکتر، رئیس موسسه علوم و فناوری (ISTA) و توموهیسا تودا، دکتر، استاد در دانشگاه فریدریش-الکساندر (FAU) ، همراه با تیم تحقیقاتی خود دریافتند که RNA پایدار در مغز موش ها در طول دو سال عمر حیوانات فعال و کاربردی باقی مانده است. مطالعه آنها، با عنوان “Life-long persistence of nuclear RNAs in the mouse brain” در آخرین شماره مجله Science منتشر شده است.

در حالی که DNA هسته ای در طول عمر سلول محافظت شده و حفظ می شود و در مورد نورون ها، RNA ها اغلب دارای طول عمر کوتاه هستند. mRNA به ویژه بسیار کوتاه مدت است ، با این حال ، طول عمر RNA های هسته ای ، که به حفظ DNA در هسته کمک می کنند، به خوبی مورد مطالعه قرار نگرفته است. با استفاده از یک مدل موش، محققان به روشن کردن این موضوع به طور دقیق پرداختند. نویسندگان نوشتند: “این RNA های طولانی مدت به طور پایدار در هسته به شیوه ای خاص برای نوع سلول عصبی حفظ شده اند و برای حفظ هیتروکروماتین مورد نیاز هستند”.
برچسب های RNA طول عمر RNA را نشان می دهند:
Hetzer و تیمش از موش ها برای ردیابی RNA های برچسب زده از تولد تا مرگ استفاده کردند. Hetzer گفت: “برای این برچسب گذاری، ما از آنالوگ های RNA استفاده کردیم، مولکول های ساختاری مشابه با قلاب های شیمیایی کوچک که مولکول های فلورسنت را روی RNA های واقعی کلیک می کنند”. این برچسب گذاری اجازه می داد تا RNA ها در نقاط مختلف بدن در طول زندگی موش ها شبیه سازی شوند.
به طور شگفت انگیزی، تصاویر اولیه ما نشان داد که RNA های طولانی مدت در انواع مختلف سلول های درون مغز وجود دارد. “ما مجبور بودیم داده ها را بیشتر تجزیه کنیم تا سلول های عصبی را شناسایی کنیم”. تیم تحقیقاتی از داده های جمع آوری شده برای شناسایی و نقشه برداری RNA های طولانی مدت در طول چرخه زندگی موش استفاده کرد. علاوه بر این، آنها غلظت ها و مکان های RNAs را در بافت های مغزی اندازه گیری کردند.
آنها دریافتند که در طول تقریبا دو سال و نیم طول عمر موش ها، کاهش کمی در غلظت RNA های طولانی مدت وجود دارد، اما بعد از دو سال، در پایان زندگی موش هنوز قابل تشخیص است. این داده ها نشان می دهد که RNA های برچسب زده در طول عمر این موش ها باقی مانده است. “همانطور که نام آنها و آزمایش های قبلی ما نشان می دهد، این RNA های دارای طولانی مدت بسیار پایدار هستند،” Hetzer گفت.

Long-lived RNA function:
هنگامی که تیم حفظ این RNA های طولانی مدت را در بافت عصبی مشخص کرد، آنها تصمیم گرفتند تا عملکرد آنها را در سلول تعیین کنند. این RNA ها ترکیبی از mRNA و RNA غیر غیرکد شونده بودند که در نزدیکی هتروکروماتین قرار می گرفتند و احتمالاً در نگهداری DNA نقش دارند.

محققان با استفاده از یک روش in vitro برای دستکاری آسان تر RNA های پایدار، مغز را با استفاده از سلول های بنیادی عصبی مدل کردند و مقدار RNA های طولانی مدت را کاهش دادند. آنها دریافتند که DNA در سلول های اصلاح شده ناپایدار است و مشکلات با کانفورماسیون هتروکروماتین وجود دارد که نشان می دهد نقش مهمی در نگهداری DNA توسط RNA های پایدار دارد. Hetzer اضافه کرد: “تعمیر سلول در طول عمر شامل طول عمر مولکول های کلیدی مانند RNA های پایدار است که ما فقط شناسایی کردیم”.

در حالی که یک گام مهم در درک چگونگی زنده ماندن بافت عصبی و حفظ آن در طول طول عمر یک فرد روشن شده است، محققان اذعان کردند که کار بیشتری برای پر کردن شکاف ها لازم است. ” با پروتئین های ناشناخته، RNA های طولانی مدت احتمالا یک ساختار پایدار را تشکیل می دهند که به نوعی با هیتروکروماتین تعامل دارد.” محققان قصد دارند به کار خود ادامه دهند تا مشخص کنند که چگونه این RNA ها کار مهم نگهداری خود را در سلول های طولانی مدت مانند نورون ها انجام می دهند. Hetzer نتیجه گیری کرد، ” طول عمر سلول های عصبی ممکن است به طول عمر مولکولی DNA برای ذخیره اطلاعات ژنتیکی و همچنین ثبات شدید RNA برای سازمان عملکردی کروماتین بستگی داشته باشد.”

لینک مقاله:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf3481

منبع:
https://www.genengnews.com/news/long-lived-rna-in-nerve-cells-can-last-a-lifetime/