Кршење правила – откривање важног молекуларног пута за контролу старења

Истраживања на врсти округлих црва Ц. елеганс су показала да поремећаји у преносу РНК између ћелија кроз различита ткива могу довести до скраћеног животног века.

Ћелије у различитим ткивима међусобно делују РНА Молецулес. Студија коју су спровели научници са Државног универзитета Кампинас (УНИЦАМП) у Бразилу, користећи округле црве Класификујте Цаенорхабдитис елеганс је открио да поремећаји у овом начину комуникације могу довести до скраћеног животног века организма. Студија је недавно објављена у часопису Ген. Резултати доприносе бољем разумевању процеса старења и повезаних болести.

„Претходна истраживања су показала да се неке врсте РНК могу пренети из ћелије у ћелију, путем комуникације између ткива, оне врсте која се јавља са протеинима и метаболитима, на пример. Ово је сигнални механизам између органа или суседних ћелија. То је део [of the physiopathology] рекао је Марцело Мори, дописни аутор чланка и професор на Институту за биологију (ИБ-УНИЦАМП). „Оно што није било јасно и што смо сада успели да докажемо је да промене у обрасцу овог 'разговора' између РНК молекула могу утицати на старење.“

Студија је спроведена у Центру за истраживање гојазности и коморбидитета (ОЦРЦ) УНИЦАМП-а, једном од центара за истраживање, иновације и ширење (РИДЦ) које финансира ФАПЕСП. Такође је финансиран пројектом у којем је Мори главни истраживач.

„Овај комуникациони механизам мора бити добро прилагођен како би се организму дао одговарајући животни век. У студији смо открили да ако било које ткиво повећа своју способност да апсорбује одређене врсте РНК из екстрацелуларног миљеа, оно завршава „То утиче на животни век организам“.

Он је додао да су истраживачи доказали да је смањен животни век последица не само прекида комуникације засноване на РНК између ткива у истом организму, већ и повећане способности апсорбовања РНК из околине – бактерија које се налазе у микроорганизмима. , Пример. Како објашњавају у чланку, „Наши подаци подржавају идеју да системска РНК сигнализација мора бити строго регулисана, а неравнотежа овог процеса доводи до смањења животног века. Ову појаву смо назвали системском интрацелуларном/екстрацелуларном РНК дисрегулацијом.“ Ћелија (ИнЕкС ).”

кршење правила

Мареј је објаснио да је одлука да се истражи механизам преноса РНК између ћелија инспирисана открићем интерференције РНК, за коју су амерички научници Ендру Фајер и Крег Мело добили Нобелову награду за физиологију и медицину 2006. Они су убризгали киселину Дволанчану РНА Ц. елеганс Да „ућуткају“ гене са великом прецизношћу. „Открили су да механизам утишавања утиче на гене у другим ткивима, као и на ткива у питању, и да се преноси на следеће генерације“, рекао је он.

Откриће РНК интерференције разјаснило је механизме који стоје иза преноса РНК између ћелија у организму и између организма и околине. Такође је приписала централну доктрину молекуларној биологији. До тада се сматрало да информације садржане у генетском коду потичу само из… ДНК До РНК, а одатле до протеина, али Фајер и Крејгов рад је открио да дволанчана РНК може да блокира овај ток. Месинџер РНК се уништава интерференцијом РНК, која утишава специфичне гене без промене ДНК секвенце, што показује да РНК такође може да обавља регулаторну функцију у геному. Иако људски геном садржи око 30.000 гена, само неколико се користи у свакој ћелији за синтезу протеина. Велики део њих игра регулаторну улогу, утичући на експресију других гена.

Равнотежа је све

„Желели смо да разумемо како овај процес може да омета важне физиолошке функције повезане са старењем Ц. елегансПренос РНК између ћелија укључује оно што је познато као гени дефектних РНК интерференције (СИД). [responsible for different stages in RNA absorption and export]. Приметили смо да се образац експресије гена повезан са овим путем у специфичним ткивима променио током старења. Мессенгер РНА која кодира протеин СИД-1 [fundamental to cellular uptake of RNA]„На пример, повећао се у неким ткивима, а смањио у другима“, рекао је Мореи.

Да би сазнали више о улози РНК у сигнализацији ткива, истраживачи су спровели експерименте у којима су манипулисали експресијом протеина СИД-1 у специфичним линијама ткива. Ц. елегансКао што су нервне ћелије, црева и мишићи, како би се променила њихова функција.

„Открили смо да су мутанти без функције СИД-1 здрави као црви дивљег типа, док прекомерна експресија СИД-1 у цревима, мишићима или неуронима смањује животни век одговарајућих црва. Такође смо открили да је смањен животни век повезан са прекомерном експресијом СИД-1 у цревима, мишићима или нервним ћелијама У експресији других протеина у путу транспорта РНК, као што су СИД-2 и СИД-5.

Дисрегулација може бити основа дистрибуције РНК у ткивима. „Да бисмо пореметили дистрибуцију РНК код црва, повећали смо експресију СИД-1 у специфичним ткивима [gut, muscles, and neurons] Утврђено је да је усмеравање на одређени орган довело до смањења животног века.

„Такође смо показали да је овај дефект у преносној РНК довео до губитка функције на путу који производи микроРНА.“ [small pieces of non-coding RNA with a regulatory function]. Као да је већи број РНК пренетих у ова ткива створио неку врсту конкуренције у којој је губитник била производња микроРНК. Претходна истраживања су већ показала да је губитак функције у производњи микроРНК довео до смањеног животног века.

УНИЦАМП група је такође истраживала пренос егзогене РНК (између спољашњег окружења и организма). Као иу претходним експериментима, смањен животни век је повезан са прекомерном експресијом СИД-2, који посредује у преузимању РНК из црева, и са прекомерном производњом РНК од стране бактерија којима се црви хране и које завршавају у цревним микроорганизмима.

„Мислимо да црви могу да користе егзогену РНК за праћење микроорганизама у окружењу, али негативни ефекти могу настати када њихова ткива апсорбују превелике количине“, рекао је Мореи. „Када смо приморали бактерије у лабораторији да експримирају више дсРНА, животни век црва се смањио. Вишак преноса РНК омета хомеостазу и производњу ендогене РНК, што убрзава процес старења.“

Референца: „Ткиво-специфична прекомерна експресија компоненти системске РНК интерференције ограничава животни век код Ц. елеганс” од Хенрикуе Цамара, Мехмет Динцер Инан, Карлс А. Вергани-Јуниор, Силас Пинто, Тхиаго Л. Книттел, Виллиан Г. Салгуеиро, Гуилхерме Тонон- да Силва, Јулиана Рамирез, Диого де Мораес, Дессие Л. Брага, Евандро А. Д'Соуза и Марсело А. Мори, 18. новембар 2023, Ген.
дои: 10.1016/ј.гене.2023.148014

Студију је финансирала истраживачка фондација Сао Паула.