מדענים מצאו שמולקולות RNA מסוימות בתאי המוח, המכונות RNA ארוכות חיים, יכולות להתמיד לאורך חייו של אורגניזם, ולמלא תפקיד קריטי בשמירה על יציבות הגנום ומציעות תובנות לגבי הזדקנות המוח וטיפולים פוטנציאליים למחלות נוירודגנרטיביות.
מדעני מוח ב-FAU גילו שאבני בניין מסוימות בתאי עצב יכולות להחזיק מעמד לכל החיים.
מסוים RNA מולקולות בתאי העצב במוח מחזיקות מעמד כל החיים מבלי להתחדש. מדעני מוח מ-Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) הוכיחו כעת שזה המקרה יחד עם חוקרים מגרמניה, אוסטריה וארה"ב. RNA הם בדרך כלל מולקולות קצרות מועד המשוחזרות כל הזמן כדי להסתגל לתנאי הסביבה.
עם הממצאים שלהם שפורסמו כעת בכתב העת מַדָעקבוצת המחקר מקווה לפענח את תהליך ההזדקנות המורכב של המוח ולהשיג הבנה טובה יותר של מחלות ניווניות קשורות.
רוב התאים בגוף האדם מתחדשים באופן קבוע, ובכך שומרים על חיוניותם. עם זאת, ישנם יוצאי דופן: הלב, הלבלב והמוח מורכבים מתאי שאינם מתחדשים לאורך כל תוחלת החיים, ובכל זאת צריכים להישאר במצב תקין לחלוטין. "נוירונים מזדקנים הם גורם סיכון חשוב למחלות ניווניות כמו אלצהיימר," אומר פרופ' ד"ר טומוהיזה טודה, פרופסור לאפיגנומיה עצבית ב-FAU ובמרכז מקס פלנק לפיזיקה ורפואה בארלנגן. "הבנה בסיסית של תהליך ההזדקנות ואיזה מרכיבים מרכזיים מעורבים בשמירה על תפקוד התא היא חיונית למושגי טיפול יעילים."
גילוי של RNAs ארוכים
במחקר משותף שנערך יחד עם מדעני מוח מדרזדן, לה ג'ולה (ארה"ב) ומקלוסטרנובורג (אוסטריה), קבוצת העבודה בראשות טודה זיהתה כעת מרכיב מרכזי בהזדקנות המוח: החוקרים הצליחו להוכיח לראשונה כי סוגים מסוימים של ריבונוקליים חוּמצָה (RNA) המגנים על החומר הגנטי קיימים בדיוק כל עוד הנוירונים עצמם. "זה מפתיע, לא כמו DNAשככלל לא משתנה לעולם, רוב מולקולות ה-RNA הן קצרות מאוד ומוחלפות כל הזמן", מסביר טודה.
על מנת לקבוע את תוחלת החיים של מולקולות ה-RNA, קבוצת טודה עבדה יחד עם הצוות של פרופ' ד"ר מרטין חצר, ביולוג תאים במכון למדע וטכנולוגיה באוסטריה (ISTA). "הצלחנו לסמן את ה-RNA עם מולקולות פלואורסצנטיות ולעקוב אחר תוחלת החיים שלהם בתאי מוח של עכברים", מסביר טומוהיסה טודה, בעל מומחיות ייחודית באפיגנטיקה ונוירוביולוגיה ואשר זכה במענק ERC Consolidator עבור מחקרו בשנת 2023. "היינו אפילו מסוגל לזהות את ה-RNA המסומנים ארוכי החיים בבעלי חיים בני שנתיים, ולא רק בתאי העצב שלהם, אלא גם בתאי גזע עצביים בוגרים סומטיים במוח."
בנוסף, גילו החוקרים כי ה-RNA ארוכי החיים, שהם כינו בקיצור LL-RNA, נוטים להיות ממוקמים בגרעיני התאים, הקשורים בקשר הדוק לכרומטין, קומפלקס של DNA וחלבונים היוצר כרומוזומים. זה מצביע על כך ש-LL-RNA ממלא תפקיד מפתח בוויסות הכרומטין. על מנת לאשש השערה זו, הצוות הפחית את ריכוז ה-LL-RNA בניסוי חוץ-גופני עם מודלים של תאי גזע עצביים בוגרים, וכתוצאה מכך שלמות הכרומטין נפגעה מאוד.
"אנו משוכנעים ש-LL-RNA ממלא תפקיד חשוב בוויסות ארוך הטווח של יציבות הגנום ולכן בשימור לכל החיים של תאי עצב", מסביר טומוהיזה טודה. "פרויקטי מחקר עתידיים צריכים לתת תובנה עמוקה יותר לגבי המנגנונים הביו-פיזיים שמאחורי שימור ארוך טווח של LL-RNA. אנחנו רוצים לברר יותר על התפקוד הביולוגי שלהם בוויסות הכרומטין ואיזו השפעה יש להזדקנות על כל המנגנונים הללו".
