Molecula care joacă un rol esențial în tulburările de comportament

O echipă condusă de oamenii de știință de la Școala de Medicină din Carolina de Nord a identificat o moleculă numită micro ARN-29. Aceasta influențează dezvoltarea creierului la mamifere. Ștergerea moleculei microARN-29 la șoareci cauzează probleme foarte asemănătoare cu cele observate în autism sau epilepsie.

Rezultatele, publicate în Cell Reports, arată un proces important în dezvoltarea normală a creierului și indică posibilitatea ca perturbarea acestui proces să contribuie la mai multe boli ale creierului uman.

„Credem că anomaliile legate de molecula microARN-29 ar putea fi o temă comună în tulburările neurologice și chiar în diferențele de comportament ale indivizilor”, a declarat autorul, Mohanish Deshmukh, profesor în departamentul de Biologie Celulară și Fiziologie.

Creșterea nivelului de miR-29, poate chiar introducerea directă în corp, ar putea fi o metodă terapeutică pentru tulburări neurologice, cum este autismul.

Molecula microARN-29 influențează dezvoltarea creierului

MicroARN-urile sunt întinderi scurte de acid ribonucleic în interiorul celulelor. Acestea reglează expresia genelor. Fiecare microARN, sau miR, se poate lega direct la o transcriere ARN de la anumite gene, împiedicându-l să fie tradus într-o proteină. MicroARN-urile servesc în mod eficient ca inhibitori ai activității genelor.

Deshmukh și colegii și-au propus să găsească microARN-urile implicate în dezvoltarea creierului după naștere, o fază care la om include aproximativ primii 20 de ani de viață. Nivelul de miR-29 era de 50 până la 70 de ori mai mare în creierul șoarecelui adult, în comparație cu șoarecele tânăr.

Cercetătorii au examinat un model de șoarece care avea molecula miR-29 șteară din creier. Ei au observat că, deși șoarecii se născuseră în mod normal, au dezvoltat în curând o serie de probleme, inclusiv comportamente repetitive, hiperactivitate, anomalii observate în autism și alte tulburări neurologice. Mulți șoareci au dezvoltat crize epileptice severe.

Pentru a înțelege cauza acestor anomalii, cercetătorii au examinat activitatea genelor în creierul șoarecilor, comparând-o cu activitatea din creierul șoarecelui care avea molecula miR-29. Așa cum era de așteptat, multe gene erau mult mai active atunci când miR-29 nu mai era acolo pentru a bloca activitatea lor. Cu toate acestea, oamenii de știință au găsit în mod neașteptat un set mare de gene, asociate cu celulele creierului, care erau mai puțin active în absența lui miR-29.

O moleculă misterioasă

Cu ajutorul co-autorului Michael Greenberg, profesor doctor de neuroștiințe la Universitatea Harvard, cercetătorii au găsit în cele din urmă explicația pentru această reducere misterioasă a activității genelor.

Una dintre genele pe care miR-29 le blochează în mod normal este o genă care codifică o enzimă numită DNMT3A. Această enzimă plasează modificări chimice speciale pe ADN, numite CH-metilații, pentru a bloca genele din vecinătate. La creierele șoarecilor, activitatea genei pentru DNMT3A crește în mod normal la naștere și apoi scade brusc câteva săptămâni mai târziu. Oamenii de știință au descoperit că miR-29, care blochează DNMT3A, este cea care produce acest declin brusc.

Astfel, la șoarecii ale căror creiere nu au miR-29, enzima DNMT3A nu este suprimată, iar procesul de metilare CH continuă anormal. Astfel, multe gene ale celulelor creierului care ar trebui să devină active, continuă să fie suprimate. Unele dintre aceste gene, inclusiv gena pentru DNMT3A, erau mutante sau lipseau la persoanele cu autism, epilepsie și schizofrenie.

Rolul enzimei DNMT3A

Pentru a confirma rolul enzimei DNMT3A, oamenii de știință au creat un model unic de șoarece care împiedică molecula miR-29 să suprime DNMT3A, lăsând neatinse celelalte ținte. Dezlănțuirea enzimei DNMT3A pe cont propriu duce la multe probleme, convulsii și chiar moarte, potrivit Science Daily.

Deshmukh și colegii studiază modul în care lipsa de miR-29 în diferite seturi de celule ale creierului ar putea da naștere unor astfel de tulburări. De asemenea, ei studiază modul în care activitatea miR-29 este reglementată în copilărie pentru a ajusta funcțiile creierului.

Vă recomandăm să citiți și:

De ce creierul oamenilor s-a dezvoltat mai mult decât al maimuțelor?

Un studiu inedit a găsit o legătură între gene şi comportamentele sociale, inclusiv autismul

Un algoritm nou este capabil să genereze codul genetic uman

O moleculă specială ar putea fi folosită pentru a reface legăturile dintre neuroni