Gene cheie - creierul celor vii si al celor morti nu le citeste la fel

Moartea, la drept vorbind, este un eveniment destul de incomod pentru un creier viu. Un nou studiu a descoperit ca anumite gene nu sunt citite in acelasi mod de un creier viu si de unul mort.

Cascada de efecte care ia nastere pe masura ce oxigenul dispare matura ca un val modul in care celulele noastre transcriu si traduc ADN-ul nostru, generand anumite coduri intr-o ultima incercare de a mentine luminile aprinse.

O comparatie a tesutului cerebral post-mortem si a probelor prelevate de la pacienti vii a dezvaluit pentru prima data diferente semnificative in modul in care sunt modificate firele de ARN, expunand noi tinte potentiale pentru diagnosticarea si tratamentul bolilor.

Gene codificate transformate in proteine functionale

Cercetatorii de la Scoala de Medicina Icahn din Mount Sinai din New York s-au concentrat asupra modului in care codurile de baza specifice ale adenozinei (A) sunt schimbate cu o baza complet diferita, inozina (I), in ARN-ul mesager.

„Pana acum, investigatia editarii A-la-I si a semnificatiei sale biologice in creierele mamiferelor s-a limitat la analiza tesuturilor post-mortem”, a spus genomistul Michael Breen.

„Prin utilizarea probelor proaspete de la indivizi vii, am putut descoperi diferente semnificative in activitatea de editare a ARN-ului pe care studiile anterioare, bazandu-se doar pe mostre post-mortem, le-au trecut cu vederea”.

Pentru a transforma acele gene codificate de helixele dublu catenare ale ADN-ului in proteine functionale, biologia trebuie sa le copieze secventele intr-un format subtil diferit bazat in schimb pe ARN.

Acesti „mesageri” pot fi apoi tradusi in proteine de catre alte structuri ARN care strang blocurile de constructie a aminoacizilor.

Miliarde de ani de evolutie au profitat de acest serviciu intermediar de transcriere si traducere pentru a adauga practic o biblioteca complet noua de proteine.

La fel ca un editor necinstit care reformuleaza manuscrisele pentru a servi unor scopuri complet noi, celulele pot modifica ARN-ul mesager al unei gene pentru a satisface nevoi complet diferite.

Un nivel cu totul nou

Unele specii – in special tipurile de cefalopode – duc editarea ARN-ului la un nivel cu totul nou, rescriind propriile instructiuni genetice ale creierului, dupa cum o cere ocazia.

La vertebrate precum si noi oamenii, indepartarea unei grupari amino sau „deminarea” adenozinei o transforma in inozina – o baza similara cu guanina de baza (G) – rezultand de obicei un produs final foarte diferit de cel codificat in biblioteca de gene a ADN-ului.

Acest schimb de baza A-la-I este realizat de adenozin deaminaza care actioneaza asupra familiei de enzime ARN (ADAR), care joaca roluri critice in modelarea unei game de tesuturi diferite, inclusiv asupra celor din creier.

Procesul este atat de critic, de fapt, incat erorile in procesul de editare pot duce la o varietate de tulburari neurologice.

Pentru a determina cu exactitate modul in care modificarile la anumite gene transcrise se transforma in conditii care pun viata in pericol, cercetatorii au analizat specimenele colectate post-mortem.

Oricat de convenabila ar fi colectarea acestor probe, ele sufera un dezavantaj major.

„Am emis ipoteza ca raspunsurile moleculare la raspunsurile hipoxice si imune induse de autopsie pot modifica in mod semnificativ peisajul editarii A-la-I”, a afirmat autorul principal al studiului, Miguel Rodríguez de los Santos, biolog molecular.

„Acest lucru poate duce la neintelegeri despre editarea ARN-ului in creier daca studiem doar tesuturile postmortem”.

Procesul diferit de editare al anumitor gene la persoane aflate in viata vs. postmortem

Desigur, mostrele de tesut cerebral obtinute de la pacienti vii in timpul plasarii chirurgicale a electrozilor de stimulare profunda a creierului au dezvaluit diferente majore in activitatea a doua tipuri de enzime ADAR, precum si locurile asupra carora au actionat.

Analiza echipei de cercetare a distins peste 72.000 de locatii pe catenele de ARN in care editarea A-la-I a avut loc mai des in specimenele de la decedat recent, in comparatie cu cele colectate de la un pacient in viata.

Au existat sute de locatii in care s-a intamplat insa contrariul, unde procesul de editare a unor gene a fost mai prolific in mostrele din creierele vii.

In timp ce unele dintre locatii aveau functii cunoscute in plasticitatea creierului, multe necesita investigatii suplimentare pentru a intelege mecanismele puse in joc.

„Este esential sa remarcam ca descoperirile noastre nu neaga, ci ofera contextul lipsa pentru utilizarea tesuturilor cerebrale postmortem in cercetarea reglementarii A-la-I”, a spus co-autorul senior Alexander Charney, medic.

„Intelegerea acestor diferente ajuta la imbunatatirea cunostintelor noastre despre functia creierului si a bolilor prin prisma modificarilor de editare a ARN, care pot duce la abordari mai bune de diagnostic si terapie”.

Urmariti acest site – curiozitati stiinta – pentru a afla si alte lucruri noi si interesante despre universul in care traim!

Sursa: sciencealert.com, news-medical.net, the-scientist.com.

Acest articol a fost sustinut de cititori ca tine.

Misiunea noastra este sa oferim publicului stiri precise si captivante despre stiinta. Aceasta misiune nu a fost niciodata mai importanta decat este astazi.

Nu putem face, insa, acest lucru fara tine.

Sprijinul tau ne permite sa pastram continutul acestui blog gratuit si accesibil. Investeste in jurnalismul stiintific donand chiar astazi.