Νέα μόρια RNA μπορεί να παίζουν ρόλο στην γήρανση σύμφωνα με έρευνα επιστημόνων

Egno Editorial | 17 Nοεμβρίου 2019

Το γονιδίωμα είναι το master plan για όλα τα μέρη του σώματος, από τα νύχια μέχρι τα φρύδια. Όμως δεν είναι απλά σχέδιο που προσδιορίζει τι χτίζεται. Όλοι οι κυτταρικοί παίκτες που αντλούν οδηγίες από το σχέδιο προσθέτουν τη δική τους ερμηνεία για το σχέδιο και οι ερευνητές ακόμη ανακαλύπτουν νέους παίκτες. Χρησιμοποιώντας νέα εργαλεία που ανάπτυξαν, ερευνητές του Πανεπιστημίου Thomas Jefferson βρήκαν μια θάλασσα νέων υποτύπων μορίων RNA στο κύτταρο και στοιχεία που υποδηλώνουν ότι μπορεί να παίζουν ρόλο στη διαδικασία της γήρανσης.

«Πολλές έρευνες έχουν εστιάσει στο πιο φημισμένο βραχύ RNA – το μικροRNA», λέει ο κύριος συγγραφέας της μελέτης Yohei Kirino, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Βιοχημείας και Μοριακής Βιολογίας και στο Κέντρο Υπολογιστικής Ιατρικής του Jefferson. «Το μικροRNA είναι ισχυρό στο ότι μπορεί να αποσιωπήσει τον αγγελιοφόρο RNA, ουσιαστικά εκτρέποντας την παραγωγή ορισμένων κυτταρικών στοιχείων που κωδικοποιούνται από το γονιδίωμα και μπορούμε να τα μελετήσουμε με τις καθιερωμένες μεθόδους. Θέλουμε να ξέρουμε τι άλλα, περισσότερο δύσκολα από το να πιάνουν το βραχύ RNA έκαναν στο κύτταρο. Η μελέτη μας αρχίζει να απαντά σε αυτό το ερώτημα». Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο PLOS Genetics στις 13 Νοεμβρίου.

Αυτός ο υποτύπος RNA που μελέτησε ο Dr. Kirino ονομάζεται κυκλικό φωσφορικό που περιέχει RNA ή cP-RNA εν συντομία. Παρόλο που οι ερευνητές γνώριζαν ότι αυτή η ασυνήθιστη μορφή φωσφορικού υπήρχε στα μόρια RNA, υπέθεταν ότι ήταν απλά μια ενδιάμεση μορφή που δημιουργείται κατά τη διάρκεια της αποσύνθεσης του RNA. Οι τρέχουσες μέθοδοι για την παρακολούθηση του RNA, με μεγέθυνση και ταξινόμηση του μορίου, αποτυγχάνουν να συλλάβουν RNA με κυκλικό φωσφορικό. «Το σχήμα είναι προβληματικό», αναφέρει ο Dr. Kirino.

Ωστόσο, πριν από τρία χρόνια, το εργαστήριο του Dr. Kirino ανέπτυξε ένα σύστημα για στόχευση cP-RNA έτσι που θα μπορούσε να μεγεθυνθεί και να ταξινομηθεί. Χρησιμοποιώντας αυτή την μέθοδο, η ερευνητική ομάδα μπόρεσε να ταξινομήσει όλα τα παρόντα cP-RNA σε ιστούς ποντικού. «Αυτή ήταν η πρώτη πλήρης ταξινόμηση δεδομένων για αυτό τον υποτύπο RNA», λέει ο Dr. Kirino.

Η ταξινόμηση αποκάλυψε διάφορες εκπλήξεις. Πρώτον, η πρώτη εκ των συγγραφέων, Megumi Shigematsu, ερευνήτρια συνεργάτης στο εργαστήριο του Dr. Kirino, έδειξε ότι υπήρχαν πολύ περισσότερα cP-RNA από όσα αναμενόταν. Μεγάλος αριθμός από νέα είδη cP-RNA αναγνωρίστηκαν να δημιουργούνται από διάφορους τύπους κυτταρικών RNA όπως μεταφορικά RNA, αγγελιαφόρα RNA και ριβοσωμικά RNA. Αυτό υποδηλώνει ότι το κυκλικό φωσφορικό μπορεί να εμπλέκεται στη λειτουργία του RNA με ποικίλους ρόλους στα κύτταρα.

Και αυτά τα cP-RNA ήταν πολυπληθή – για παράδειγμα, μόνο ένα cP-RNA από ριβοσωμικό RNA ήταν 300 φορές πιο πολυπληθές από ότι όλες οι ποικιλίες του μικροRNA που συνδυάζονται σε κύτταρο. Τα cP-RNA ήταν επίσης παρόντα σε όλους τους ιστούς του σώματος του ποντικιού, συμπεριλαμβανομένων του πνεύμονα, της σπλήνας και του θύμου. Τέλος, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι το πλήθος των cP-RNA άλλαζε με το χρόνο, μειώνοντας τον αριθμό τους καθώς το ποντίκι γερνούσε. «Έχουμε ακόμη περισσότερες ερωτήσεις σχετικά με αυτά τα μόρια από ότι έχουμε απαντήσεις», αναφέρει ο Dr. Kirino. «Όμως δεδομένου του πλήθους τους, πόσο ευρέως δεδομένα είναι στους ιστούς σε όλο το σώμα και ότι οι αριθμοί τους αλλάζουν καθώς οι ιστοί γερνάνε, γνωρίζουμε ότι αυτή είναι μια περιοχή που χρειάζεται περαιτέρω διερεύνηση».

Το εργαστήριο του Dr. Kirino εργάζεται για να διερευνήσει με ποιο τρόπο τα cP-RNA παίζουν ρόλο στο άσθμα, στις μολυσματικές ασθένειες και τον καρκίνο.

Πηγή: Thomas Jefferson University

Περισσότερα στη δημοσίευση: Genome-wide identification of short 2′,3′-cyclic phosphate-containing RNAs and their regulation in aging. PLOS Genetics.