一些脑神经细胞中的 RNA 分子可以持续一生而无需更换。来自弗里德里希-亚历山大大学厄兰根-纽伦堡(FAU)的研究人员已证实这一点。通常,RNA 是短命分子,持续被重建以适应环境。研究团队旨在了解大脑的复杂衰老过程,并更好地了解与之相关的退行性疾病。该研究小组与来自德国、奥地利和美国的科学家一起发现,RNA 作为短命分子,持续被重建以适应环境条件。它们已将研究结果发表在期刊《科学》上,旨在揭示大脑的复杂衰老过程并更好地理解退行性疾病。人体的大多数细胞定期被更新以维持活力,但心脏、胰腺和大脑是例外,因为它们的细胞在整个生命周期内不会更新。根据神经表观基因组学领域的领先专家富士田友久教授的说法,衰老的神经元是阿尔茨海默病等神经退行性疾病的重要风险因素。理解衰老过程及维持细胞功能的基本组成部分对于开发有效的治疗方案至关重要。在与来自德累斯顿、拉霍亚(美国)和克洛斯特奈堡(奥地利)的神经科学家合作中,富士田教授的研究小组确定了大脑衰老的一个关键成分。研究人员首次证明某些类型的核糖核酸(RNA)能够保护遗传物质,存在的时间与神经元本身一样长。“这令人惊讶,因为与 DNA 通常不变化不同,大多数 RNA 分子寿命非常短,且持续被更换,”富士田解释道。
为了确定 RNA 分子的寿命,富士田小组与奥地利科技与科学研究所(ISTA)的细胞生物学家马丁·赫岑教授团队合作。“我们成功地用荧光分子标记 RNA,并追踪其寿命。”富士田友久,表观遗传学和神经生物学专家,于 2023 年因其在小鼠脑细胞中研究长寿命 RNA 的研究获得了 ERC Consolidator Grant。研究在两岁动物中鉴定出长寿命 RNA,不仅在它们的神经元中,也在大脑中的体细胞成人神经干细胞中。这些被称为 LL-RNA 的长寿命 RNA 被发现位于细胞核中,与染色质密切相关,表明它们在调节染色体中的作用。研究小组通过对成人神经干细胞模型进行体外实验,测试其假设,发现减少 LL-RNA 的浓度会显著损害染色质的完整性。
富士田友久表示:“我们相信 LL-RNA 在长期调节基因组稳定性方面起着关键作用,这反过来又有助于神经细胞的终身保存。未来的研究项目应重点深入理解涉及 LL-RNA 长期保存的生物物理机制。我们旨在揭示更多关于它们在调节染色质方面的生物学功能及潜在影响的信息。