منوعات

الخلايا العصبية ليست “فتية القلب” تمامًا

معظم الخلايا العصبية البشرية تدوم مدى الحياة دون تجديد. وهي سمة تنعكس في مكونات الخلايا، بعضها يدوم بقدر عمر الكائن الحي نفسه. اكتشف بحث جديد أجراه مارتن هيتزر، عالم الأحياء الجزيئي ورئيس معهد العلوم والتكنولوجيا النمساوي (ISTA)، وزملاؤه الحمض النووي الريبوزي (RNA)، وهو جزيء عابر نموذجي، في الخلايا العصبية للفئران التي تظل مستقرة طوال حياتها. نشرت في علمتساعد هذه الاكتشافات في توضيح تعقيدات شيخوخة الدماغ والأمراض المرتبطة بها.

بعد عقدين من الزمن في الولايات المتحدة، عاد مارتن هيتزر إلى النمسا في عام 2023 ليصبح الثانيSD رئيس المعهد النمساوي للعلوم والتكنولوجيا (ISTA). وبعد عام من توليه منصبه، لا يزال عالم الأحياء الجزيئي منخرطًا في مجال الأبحاث المتعلقة بالشيخوخة.

هيتزر مفتون بالألغاز البيولوجية المحيطة بعمليات شيخوخة الأعضاء مثل الدماغ والقلب والبنكرياس. معظم الخلايا التي تتكون منها هذه الأعضاء لا تتجدد طوال حياة الإنسان. فالخلايا العصبية (الخلايا العصبية) في الدماغ البشري، على سبيل المثال، يمكن أن تكون قديمة قدم الجسم، وربما أكثر من قرن من الزمان، ويجب أن تؤدي وظيفتها مدى الحياة. يمكن أن يكون هذا العمر الرائع للخلايا العصبية عامل خطر رئيسي للأمراض التنكسية العصبية مثل مرض الزهايمر. لفهم هذه الأنواع من الأمراض، من الضروري أن نفهم بشكل أفضل كيفية عمل الخلايا العصبية مع مرور الوقت والحفاظ على السيطرة عليها. من المحتمل أن يفتح هذا الباب أمام معركة علاجية ضد عمليات الشيخوخة لهذه الخلايا المحددة.

أحدث منشور تعاوني لهتزر، توموهيسا تودا من جامعة فريدريش ألكسندر إرلانجن-نورنبرغ (FAU)، المرتبط أيضًا بمركز ماكس بلانك للفيزياء والطب في إرلانجن، وزملائه، يقدم رؤى جديدة حول هذا المجال غير المستكشف من القضايا المعقدة. آليات. ولأول مرة في الثدييات، أظهرت الدراسة أن الحمض النووي الريبي (RNA) – وهو مجموعة أساسية من الجزيئات المهمة للعمليات البيولوجية المختلفة داخل الخلية – يمكن أن يستمر طوال الحياة. لقد حدد العلماء RNAs محددة ذات وظائف حماية الجينوم في نوى الخلايا العصبية للفأر والتي تظل مستقرة لمدة عامين، وتمتد طوال حياتها. النتائج نشرت في المجلة علمتسليط الضوء على أهمية الجزيئات الرئيسية طويلة العمر للحفاظ على وظيفة الخلية.

طول عمر الجزيئات الرئيسية

يعد الجزء الداخلي من الخلايا مكانًا ديناميكيًا للغاية. يتم تجديد وتحديث بعض المكونات باستمرار؛ ويبقى الآخرون على حالهم طوال حياتهم. إنها مثل مدينة تمتزج فيها المباني القديمة مع المباني الجديدة. فالحمض النووي الموجود في القلب – قلب المدينة – على سبيل المثال، قديم قدم الكائن الحي. يوضح هيتزر: “إن الحمض النووي لخلايانا العصبية مطابق للحمض النووي للخلايا العصبية النامية في رحم أمهاتنا”.

على عكس الحمض النووي المستقر، الذي يتم إصلاحه باستمرار، فإن الحمض النووي الريبي (RNA)، وخاصة الحمض النووي الريبي (mRNA)، الذي يشكل البروتينات من المعلومات الموجودة في الحمض النووي (DNA)، يتميز بطبيعته العابرة. ومع ذلك، فإن النطاق الخلوي يمتد إلى ما هو أبعد من الرنا المرسال إلى مجموعة من الرناوات غير المشفرة. لا تتحول إلى بروتينات. وبدلاً من ذلك، لديهم مهام محددة للمساهمة في التنظيم العام للخلية وعملها. ومن الغريب أن عمرهم لا يزال لغزا. حتى الآن.

RNAs التي تدوم مدى الحياة

شرع Hetzer and Co. في فك هذا السر. ولهذا السبب تم تصنيف الـ RNAs، أي “موسومة”، في أدمغة الفئران حديثة الولادة. يوضح هيتزر: “من أجل وضع العلامات هذا، استخدمنا نظائر الحمض النووي الريبي (RNA) – وهي جزيئات متشابهة من الناحية الهيكلية – مع خطافات كيميائية صغيرة تنقر جزيئات الفلورسنت على جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) الفعلية”. وقد ضمن هذا تتبعًا فعالاً للجزيئات ولقطات مجهرية قوية في أي مرحلة من حياة الفئران.

يقول هيتزر: “من المثير للدهشة أن صورنا الأولى كشفت عن وجود RNA طويل العمر في أنواع مختلفة من خلايا الدماغ. وكان علينا إجراء المزيد من تشريح البيانات لتحديد تلك الموجودة في الخلايا العصبية”. “إن التعاون المثمر مع مختبر تودا سمح لنا بفهم هذه الفوضى أثناء رسم خرائط الدماغ.” وبالتعاون، تمكن الباحثون من التركيز فقط على الحمض النووي الريبوزي (RNA) طويل العمر في الخلايا العصبية. وقاموا بقياس تركيز هذه الجزيئات طوال حياة الفأر، وفحصوا تركيبها، وقاموا بتحليل موقعها.

في حين أن متوسط ​​عمر البشر يبلغ حوالي 70 عامًا، فإن العمر النموذجي للفأر هو 2.5 عام. وبعد عام واحد، انخفض تركيز الحمض النووي الريبي (RNA) طويل العمر بشكل طفيف مقارنة بالأطفال حديثي الولادة. ومع ذلك، حتى بعد عامين، ظلت قابلة للاكتشاف، مما يشير إلى ثبات هذه الجزيئات مدى الحياة.

يساعد الحمض النووي الريبي (RNA) في حماية الجينوم

بالإضافة إلى ذلك، أثبت العلماء الدور الهام الذي تلعبه RNA طويلة العمر في طول العمر الخلوي. ووجدوا أن RNAs طويل العمر في الخلايا العصبية يتكون من mRNAs وRNAs غير المشفر، ويتراكم بالقرب من الهيتروكروماتين – المنطقة المكتظة بالسكان في الجينوم، والتي عادة ما تؤوي جينات غير نشطة. بعد ذلك، قاموا بدراسة وظيفة هذه الـ RNA طويلة العمر بمزيد من التفصيل.

في علم الأحياء الجزيئي، النهج الأكثر فعالية لتحقيق ذلك هو تقليل الجزيء محل الاهتمام ومراقبة آثاره اللاحقة. يوضح هيتزر: “كما يوحي اسمها وتجاربنا السابقة، فإن هذه الـ RNA طويلة العمر مستقرة للغاية”. ولذلك استخدم العلماء أ في المختبر (خارج الكائن الحي)، باستخدام الخلايا العصبية السلفية – الخلايا الجذعية التي لديها القدرة على تكوين خلايا عصبية، بما في ذلك الخلايا العصبية. سمح لهم النظام النموذجي بالتدخل بفعالية في هذه الـ RNA طويلة العمر. تسببت كمية أقل من الحمض النووي الريبي (RNA) طويل العمر في حدوث مشكلات في بنية الهيتروكروماتين واستقرار المادة الوراثية، مما يؤثر في النهاية على قدرة الخلية على البقاء. وهكذا، تم توضيح الدور الهام الذي تلعبه RNA طويلة العمر في طول العمر الخلوي.

تسلط الدراسة الضوء على أن RNAs طويلة العمر قد تلعب دورًا في التنظيم طويل الأمد لاستقرار الجينوم. ويضيف هيتزر: “تتضمن الصيانة الخلوية مدى الحياة أثناء الشيخوخة عمرًا ممتدًا للجزيئات الرئيسية مثل الحمض النووي الريبي (RNA) طويل العمر، والذي حددناه للتو”. لكن الآلية الدقيقة لا تزال غير واضحة. “جنبًا إلى جنب مع البروتينات غير المحددة، من المحتمل أن تشكل الـ RNA طويلة العمر بنية مستقرة تتفاعل بطريقة ما مع الهيتروكروماتين.” تهدف المشاريع البحثية القادمة في مختبر هيتزر إلى العثور على هذه الروابط المفقودة وفهم الخصائص البيولوجية لهذه الـ RNA طويلة العمر.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى