РНК, которая не стареет | НаукаDaily

Большинство клеток человеческого организма регулярно обновляются, тем самым сохраняя свою жизненную силу. Однако есть исключения: сердце, поджелудочная железа и мозг состоят из клеток, которые не обновляются на протяжении всей жизни и тем не менее должны оставаться в полном рабочем состоянии. «Старение нейронов является важным фактором риска нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера», — говорит профессор доктор Томохиса Тода, профессор нейронной эпигеномики в FAU и Центре физики и медицины Макса Планка в Эрлангене. «Базовое понимание процесса старения и того, какие ключевые компоненты участвуют в поддержании функции клеток, имеет решающее значение для эффективных концепций лечения».

В совместном исследовании, проведенном совместно с нейробиологами из Дрездена, Ла-Хойи (США) и Клостернойбурга (Австрия), рабочая группа под руководством Тоды определила ключевой компонент старения мозга: исследователям впервые удалось продемонстрировать, что определенные типы рибонуклеиновой кислоты (РНК), защищающие генетический материал, существуют до тех пор, пока сами нейроны. «Это удивительно, поскольку в отличие от ДНК, которая, как правило, никогда не меняется, большинство молекул РНК чрезвычайно недолговечны и постоянно подвергаются обмену», — объясняет Тода.

Чтобы определить продолжительность жизни молекул РНК, группа Тода работала вместе с командой профессора доктора Мартина Хетцера, клеточного биолога из Института науки и технологий Австрии (ISTA). «Нам удалось пометить РНК флуоресцентными молекулами и отследить продолжительность их жизни в клетках мозга мышей», — объясняет Томохиса Тода, обладающий уникальным опытом в области эпигенетики и нейробиологии и получивший в 2023 году грант ERC Consolidator за свои исследования. «Мы были даже способны идентифицировать меченные долгоживущие РНК у двухлетних животных, и не только в их нейронах, но и в соматических нервных стволовых клетках взрослого мозга».

Кроме того, исследователи обнаружили, что долгоживущие РНК, которые они для краткости назвали LL-РНК, имеют тенденцию располагаться в ядрах клеток, тесно связанных с хроматином, комплексом ДНК и белков, образующих хромосомы. Это указывает на то, что LL-РНК играют ключевую роль в регуляции хроматина. Чтобы подтвердить эту гипотезу, команда снизила концентрацию LL-РНК в эксперименте in vitro на моделях взрослых нервных стволовых клеток, в результате чего целостность хроматина была сильно нарушена.

«Мы убеждены, что LL-РНК играют важную роль в долгосрочной регуляции стабильности генома и, следовательно, в сохранении нервных клеток на протяжении всей жизни», — объясняет Томохиса Тода. «Будущие исследовательские проекты должны дать более глубокое понимание биофизических механизмов, лежащих в основе долгосрочного сохранения LL-РНК. Мы хотим узнать больше об их биологической функции в регуляции хроматина и о том, какое влияние старение оказывает на все эти механизмы».