Ученые: умирающий мозг иначе исполняет генетические инструкции
Новые данные позволяют лучше понять процессы редактирования РНК, происходящие в мозге, и в будущем привести к созданию новых лекарств и методов лечения заболеваний мозга. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Возможности создания новых белков в процессе транскрипции и трансляции генетической информации из ДНК у некоторых видов заложены в ходе эволюции. Так головоногие моллюски способны при создании редактировать свою информационную РНК, что позволяет создавать для клеток новые инструкции, не записанные в ДНК непосредственно.
У позвоночных, в том числе и у человека, замена одного основания на другое при транскрипции и трансляции влияет на течение важнейших процессов в головном мозге. Процесс такой замены настолько важен, что ошибки при редактировании могут вызвать неврологические расстройства. Чтобы точно определить, как изменения в конкретных транскрибируемых генах приводят к опасным для здоровья и жизни последствиям, и проводятся подобные исследования.
Сравнивая мертвые ткани головного мозга с образцами, только что взятыми у живых пациентов, ученые обнаружили, что в процессе формирования информационной РНК в умирающем мозгу базовый аденозин заменяется на противоположное основание, инозин.
Аденозин и инозин являются нуклеозидами. Они выполняют противоположные функции. Аденозин отвечает за контроль цикла сна и бодрствования. Проще говоря, он помогает нам заснуть. Инозин участвует в обмене глюкозы и способствует активизации обмена при гипоксии (кислородном голодании), он стимулирует окислительно-восстановительные процессы, интенсифицирует метаболизм и нормализует процесс тканевого дыхания.
До сих пор исследование процесса редактирования аденозин-инозина проводилось только с использованием мертвых тканей. В новом исследовании были получены образцы тканей головного мозга от живых пациентов. Для этого в мозгу размещали электроды для глубокой стимуляции мозга.
Сравнение живых тканей и тканей, взятых из только что умершего мозга, выявило более 72 000 участков на цепях РНК, где редактирование аденозин-инозин происходило по-разному в здоровом организме и в преддверие смерти. Особый интерес ученых вызвали участки РНК, где происходили попытки активного поддержания жизнедеятельности умирающего мозга.
«До сих пор исследование редактирования аденозин-инозин и его биологического значения в мозге млекопитающих ограничивалось анализом посмертных тканей, — говорит специалист по геномике Майкл Брин. — Используя свежие образцы живых людей, мы смогли обнаружить существенные различия в активности редактирования РНК, которые предыдущие исследования, опиравшиеся только на посмертные образцы, могли упустить из виду».
Недавно мы писали о еще одном потрясающем открытии ученых — Создана технология хранения данных на основе искусственного янтаря. Как она работает, читаем здесь.
