Transpozițiile cerebrale ar putea influența îmbătrânirea și progresia bolilor neurodegenerative
Elementele transpozabile (ET), cunoscute și sub denumirea de transpozoane, sunt secvențe de ADN capabile să se miște sau să se replice de la o locație la alta în cadrul unui genom. Deși ET constituie cea mai semnificativă fracțiune a genomului uman (aproximativ 40-50%), abia recent oamenii de știință au început să aprecieze impactul lor asupra bolilor umane, de la cancer până la tulburări neurodegenerative.
În general, celulele noastre mențin ET-urile în repaus în timpul tinereții, însă un nou studiu realizat la Boston University Chobanian & Avedisian School of Medicine a descoperit că ET-urile sunt exprimate activ în creierul uman sub formă de ARN-uri mari, care pot fi apoi procesate în ARN-uri mici (de 18-32 de nucleotide). Această descoperire oferă noi perspective moleculare asupra modului în care creierul nostru îmbătrânește în mod normal, precum și asupra modului în care tulburările neurodegenerative pot influența aceste modele normale de expresie a ARN-ului transpozon.
Transpozoanele sunt, în mod obișnuit, silențiate de mecanismele de apărare ale genomului nostru, dar cercetătorii au constatat că creierul uman normal, pe parcursul dezvoltării de la adolescență la vârstnicie, va exprima în mod natural mai multe mesaje de ARN mare provenite din transpozoane, iar celulele cerebrale vor metaboliza o proporție din acestea în ARN-uri mici prin mecanisme active sau pasive.
În mod specific, cercetătorii au investigat cum procesarea ARN-ului transpozon ar putea fi afectată în probele de creier provenite de la pacienți afectați de tulburările neurodegenerative ale bolii Huntington și Parkinson. Rezultatele au arătat că boala Huntington influențează expresia ARN-ului mic al transpozoanelor, iar Parkinson are un impact mai puternic asupra ARN-urilor mari ale transpozoanelor. Aceștia susțin că expresia ARN-ului transpozon merită mai multă atenție în tulburările neurodegenerative, deoarece creierul nostru continuă să exprime ARN-uri transpozon pe măsură ce îmbătrânim, iar procesarea din ARN mare în ARN mic ar putea revela originea diferitelor tulburări neurodegenerative.
Lau și echipa sa au conceput studiul pentru a accesa atât seturi de date publice generate de NIH BrainSpan Atlas Consortium, cât și seturi de date unice realizate de grupul Richard Myers și Adam Labadorf de la Boston University Chobanian & Avedisian School of Medicine. Aceste seturi de date RNA uman sunt speciale deoarece conțin atât un set corespunzător de ARN-uri mari, cât și ARN-uri mici, ambele secvențiate din fiecare probă umană. Echipa BU a combinat toate aceste seturi de date într-o platformă complexă de analiză bioinformatică care a căutat tendințe în schimbările nivelurilor de ARN transpozon.
Conform cercetătorilor, există o cauză genetică distinctă pentru boala Huntington, însă cauza genetică pentru boala Parkinson rămâne obscură. „Ne-am întrebat dacă expresia ARN-ului transpozon în aceste două stări de boală ar putea oferi unele informații despre diferențele moleculare dintre aceste două tulburări. Deoarece majoritatea studiilor ignoră ARN-urile transpozon, dorim să readucem atenția asupra acestor transcripte mai dificile pentru a înțelege cum creierul nostru exprimă, metabolizează și gestionează aceste ARN-uri pe parcursul îmbătrânirii”, adaugă Lau.
Rezultatele au fost publicate online în revista Genome Research.
