Medicinski informativni portal
Naslovna / Zdravlje

Molekul microRNA-29 ključni kontrolor razvoja mozga, otkrio tim naučnika

Priredio/la: I. V.
15:30 - 08. 04. 2021.

Otkrivajući ovaj važan ćelijski prekidač koji kontroliše razvoj mozga u kasnoj fazi razvoja čoveka, istraživači mogu da razviju nove terapijske pristupe za razna neurorazvojna stanja, poput autizma i epilepsije

Otkriven važan proces u normalnom sazrevanju mozga Foto: Shutterstock

Tim naučnika sa University of North Carolina School of Medicine identifikovao je molekul nazvan mikroRNA-29 kao moćan kontrolor sazrevanja mozga kod sisara. U svom istraživanju, objavljenom u žurnalu Cell Reports, otkrili su da je brisanje mikroRNA-29 kod miševa prouzrokovalo probleme vrlo slične onima koji se viđaju kod autizma, epilepsije i drugih neurorazvojnih stanja. Ovo otkriće osvetljava važan proces u normalnom sazrevanju mozga i ukazuje na mogućnost da bi njegov poremećaj mogao da doprinese višestrukim bolestima ljudskog mozga, a mogao bi da dovede i do terapijske strategije za poremećaje poput autizma.

miR-29 i sazrevanje mozga

MikroRNK su kratki delovi ribonukleinske kiseline unutar ćelija koji regulišu ekspresiju gena. Svaka mikroRNA, ili miR, može se direktno vezati za transkript RNK iz određenih drugih gena, sprečavajući da se ona prevede u protein. MiRNA tako efikasno služe kao inhibitori aktivnosti gena, a tipična mikroRNA na ovaj način reguliše više gena, tako da genetske informacije ne budu prekomerno izražene. Ovi osnovni regulatori intenzivno su istraživani samo u poslednje dve decenije, pa naučnici smatraju da ima mnogo toga da se otkrije o njihovoj ulozi u zdravlju čoveka i vezi sa raznim bolestima.

Šta se desi kada se izbrišu geni porodice miR-29 upravo u mozgu

Dr Mohanish Deshmukh, jedan od vođa studije, i njegove kolege krenuli su da traže mikroRNK uključene u sazrevanje mozga nakon rođenja, fazu koja kod ljudi uključuje približno prvih 20 godina života. Kada su naučnici uočili mikroRNK sa više aktivnosti u mozgu odraslog miša u odnosu na mozak mladog miša, primetili su i da je jedan set miRNK je ostao van ostalih. Nivoi miR-29 porodice bili su 50 do 70 puta veći u mozgu odraslih miševa nego kod mladih. Istraživači su zatim ispitali model miša u kojem su geni porodice miR-29 izbrisani upravo u mozgu. Primetili su da su, iako su se miševi rodili normalno, ubrzo razvili kombinaciju raznih problema, uključujući ponavljajuća ponašanja, hiperaktivnost i druge abnormalnosti koje se tipično primećuju u mišjim modelima autizma i drugih neurorazvojnih poremećaja, a mnogi su razvili čak i ozbiljne epileptične napade.

Otkriveni uzroci abnormalnosti

Da bi stekli osećaj šta je prouzrokovalo ove abnormalnosti, istraživači su ispitivali aktivnost gena u mozgu miševa, upoređujući je sa aktivnošću u mišjem mozgu koji je imao miR-29. Kao što se očekivalo, mnogi geni su bili mnogo aktivniji kada miR-29 više nije bio tamo da blokira njihovu aktivnost. Ali, naučnici su neočekivano pronašli veliki skup gena – povezanih sa moždanim ćelijama – koji su bili manje aktivni u odsustvu miR-29.

Objašnjenje za misteriozno smanjenje aktivnosti gena

Uz ključnu pomoć koautora studije dr Michaela Greenberga, profesora neuronauka na Harvard University, istraživači su na kraju pronašli objašnjenje za ovo misteriozno smanjenje aktivnosti gena. Jedan od ciljanih gena koji miR-29 normalno blokira je gen koji kodira enzim zvan DNMT3A. Ovaj enzim postavlja posebne hemijske modifikacije zvane CH-metilacije na DNK, da bi „utišali“ gene u blizini. U mozgu miševa aktivnost gena za DNMT3A obično raste rođenjem, a zatim naglo opada nekoliko nedelja kasnije. Naučnici su otkrili da je miR-29, koji blokira DNMT3A, ono što obično forsira ovaj nagli pad.

Utvrđeno da neki geni mutiraju

Dakle, kod miševa kojima u mozgu nedostaje miR-29, DNMT3A nije potisnut i proces CH-metilacije se nastavlja nenormalno, a mnogi geni moždanih ćelija, koji bi trebalo da postanu aktivni, nastavljaju da se potiskuju. Utvrđeno je da neki od ovih gena, kao i sam gen za DNMT3A, nedostaju ili mutiraju kod osoba sa poremećajima neurološkog razvoja kao što su autizam, epilepsija i šizofrenija. Da bi potvrdili ulogu DNMT3A, naučnici su stvorili jedinstveni model miša koji sprečava miR-29 da potisne DNMT3A, ali ostale ciljeve miR-29 ostavlja netaknutima. Pokazali su da ovo oslobađanje DNMT3A samo po sebi rezultira brojnim istim problemima kao što su napadi i rana smrt, kao što se vidi kod miševa bez miR-29.

Identifikovano šta utiče na normalno sazrevanje mozga

Nalazi ističu i razjašnjavaju ono što se čini verovatno ključnim procesom oblikovanja mozga u kasnom razvoju –  isključivanje DNMT3A kako bi se oslobodili mnogi geni za koje je predviđeno da budu aktivniji u mozgu odraslih.

Ovi rezultati su prvi koji su identifikovali miR-29 kao osnovnog regulatora metilacije CH i pokazali zašto je ograničavanje metilacije CH na kritični period važno za normalno sazrevanje mozga – naglasio je dr Deshmukh koji sada, zajedno sa naučnim timom, detaljnijim proučavanjem prati kako bi nedostatak miR-29, u različitim skupovima moždanih ćelija, mogao da dovede do takvih poremećaja. Uopšteno govoreći proučavaju kako je aktivnost miR-29 regulisana u detinjstvu kako bi se fino podesile funkcije mozga, dajući tako ljudima osobine koje ih čine jedinstvenim pojedincima.

TEME:
Vaš komentar nam je dragocen!

Ostavite odgovor

Send this to a friend