Cercetarea dezvăluie mecanismul prin care neuronii citesc genele extrem de lungi
Neuronii din organismul uman și din alte mamifere exprimă numeroase gene excepțional de lungi, care variază de la peste 100 kb la mai mult de 2 Mb, fiind esențiale pentru formarea sinapselor și circuitelor neuronale.
În general, informația genetică este citită din ADN în ARN, un proces cunoscut sub numele de transcripție. Cu cât o genă este mai lungă, cu atât durează mai mult să fie citită de la început până la sfârșit. De asemenea, exprimarea genelor trebuie reglată la mai multe etape. Prin urmare, se consideră că neuronii necesită mecanisme speciale pentru a citi genele lungi în mod precis și stabil, dar detaliile acestor mecanisme au rămas neclare.
În acest studiu, ne-am concentrat pe SFPQ, o proteină care se leagă de ARN. Folosind microscopie de super-rezoluție și alte metode, am descoperit că SFPQ utilizează ARN-urile lungi ca suporturi pentru a forma structuri asemănătoare unor rețele numite condensate în interiorul nucleului celular. Condensatele sunt structuri fără membrană formate atunci când anumite molecule se adună în interiorul celulelor.
Am constatat că aceste condensate reunesc multe molecule implicate în transcripție—citirea ADN-ului în ARN—splicing, care unește părțile corespunzătoare ale ARN-ului proaspăt sintetizat, și reglementarea cromatinei, structura care organizează ADN-ul. Atunci când condensatele SFPQ nu s-au putut forma, genele extrem de lungi nu au fost citite corect până la capăt, splicing-ul ARN-ului a fost afectat și exprimarea genelor a scăzut.
Aceste rezultate sugerează că condensatele SFPQ acționează ca un „spațiu de lucru” comun care reunește mai multe procese necesare pentru ca genele excepțional de lungi să funcționeze corect. Studiul nostru oferă o înțelegere a bazei fizice a așa-numitului „condensat de elongare transcripțională” și oferă o nouă modalitate de a înțelege reglementarea genelor prin organizarea spațială a nucleului.
SFPQ și proteinele înrudite au fost, de asemenea, legate de tulburarea de spectru autist și de scleroză laterală amiotrofică. În viitor, studiul expresiei anormale a genelor extrem de lungi ar putea ajuta la înțelegerea mecanismelor tulburărilor neurodezvoltării și neurodegenerării.
