Βαγγέλης Πρατικάκης

Ένας βασικός κανόνας της Βιοχημείας δείχνει να καταρρίπτεται μετά την ανακάλυψη μορίων RNA που διατηρούνται για μια ζωή στον εγκέφαλο του ποντικού, πιθανότατα και του ανθρώπου.

Το «αθάνατο» RNA, λένε οι ερευνητές που το ανακάλυψαν, φαίνεται πως φρενάρει τη γήρανση των νευρώνων και ίσως προσφέρει νέα δεδομένα για την αντιμετώπιση εκφυλιστικών νόσων όπως η Αλτσχάιμερ.

Στο ανθρώπινο σώμα, λίγα πράγματα μένουν σταθερά στην πορεία του χρόνου. Βιομόρια αποδομούνται και ανακυκλώνονται, τα κύτταρα πολλαπλασιάζονται και οι ιστοί ανανεώνονται συνεχώς.

Η τεχνητή μείωση των μορίων αυτών οδήγησε σε χρωμοσωμικές ανωμαλίες και γονιδιωματική αστάθεια

Υπάρχουν όμως και εξαιρέσεις, όπως τα περισσότερα κύτταρα της καρδιάς, του παγκρέατος και του νευρικού συστήματος, τα οποία διατηρούνται κυριολεκτικά για μια ζωή.

Η ανθεκτικότητα αυτών των κυττάρων στη γήρανση δεν έχει μόνο ακαδημαϊκό ενδιαφέρον, καθώς τα νευροεκφυλιστικά νοσήματα όπως οι νόσοι του Πάρκινσον και του Αλτσχάιμερ δεν αποκλείονται να συνδέονται με αστοχίες αυτού του μηχανισμού άμυνας.

Νευρώνας από τον ιππόκαμπο του εγκεφάλου. Σε αντίθεση με άλλα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος, τα περισσότερα νευρικά κύτταρα δεν διαιρούνται (Wikimedia Commons)

Εφ’ όρου ζωής

Η νέα μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό Science, υποδεικνύει ότι κάποια μόρια RNA που εντοπίζονται στον πυρήνα των κυττάρων επιζούν στους νευρώνες και ορισμένα βλαστοκύτταρα του εγκεφάλου από τη γέννηση μέχρι τον θάνατο.

Αυτό είναι γνωστό ότι συμβαίνει με το DNA των νευρικών κυττάρων, το οποίο μπορεί να διατηρείται σταθερό επί δεκαετίες. Το RNA, αντίθετα, ένας χημικός ξάδελφος του DNA που επιτελεί μια πληθώρα διαφορετικών λειτουργιών στα κύτταρα, θεωρείται ασταθές και βραχύβιο μόριο, το οποίο διασπάται και ανακυκλώνεται αφότου επιτελέσει το έργο του.

Όπως φαίνεται, αυτό δεν ισχύει πάντα. Διεθνής ερευνητική ομάδα εξέτασε τα μόρια RNA στον εγκέφαλο ποντικών σημαδεύοντάς τα με φθορίζουσες χρωστικές. Τα περισσότερα διαπιστώθηκε πως ήταν βραχύβια όπως αναμενόταν. Υπήρχαν όμως και μόρια εντός του πυρήνα που διατηρήθηκαν σε περίπου σταθερά επίπεδα από τη γέννηση μέχρι την ηλικία των δύο ετών, περίπου όσο το προσδόκιμο ζωής του ποντικού.

Σε αντίθεση με το λεγόμενο αγγελιαφόρο RNA (mRNA), το οποίο μεταφέρει πληροφορίες από το DNA στα κυτταρικά εργοστάσια που παράγουν πρωτεΐνες, τα μόρια RNA της μελέτης δεν φαίνεται να συμμετέχουν άμεσα στην έκφραση γονιδίων.

Βρίσκονται συγκεντρωμένα πάνω στη λεγόμενη «ετεροχρωματίνη», περιοχές του DNA που δεν χρησιμοποιούνται από τους συγκεκριμένους τύπους κυττάρων και μένουν σφιχτά τυλιγμένες γύρω από προστατευτικές πρωτεΐνες.

Μια πρώτη εικόνα για τη χρησιμότητα αυτών των μορίων RNA προέκυψε από πείραμα με καλλιέργειες νευρικών κυττάρων, το οποίο έδειξε ότι η τεχνητή μείωση των μορίων αυτών οδήγησε σε ανωμαλίες της δομής της χρωματίνης και γονιδιωματική αστάθεια.

Όπως φαίνεται, τα «αθάνατα» μόρια RNA αποτελούν τμήματα ενός αντιγηραντικού μηχανισμού. Περαιτέρω μελέτες μένει να επιβεβαιώσουν την ύπαρξή τους στον άνθρωπο και το ρόλο τους σε νευρολογικές ασθένειες που συνδέονται με το γήρας.

Ένα άλλο ερώτημα που χρήζει απάντησης είναι το εάν τέτοια μόρια υπάρχουν και στα μη ανανεώσιμα κύτταρα της καρδιάς και του παγκρέατος.

Πηγή: in.gr

Επιμέλεια Βαγγέλης Πρατικάκης

Δεν είναι ούτε μικρόβια ούτε ιοί και τα γονίδιά τους δεν θυμίζουν κανέναν γνωστό οργανισμό.

Είναι οι «οβελίσκοι», μυστηριώδη βιολογικά στοιχεία που αποτελούνται από μόρια RNA (απεικόνιση) και βρέθηκαν να προσβάλλουν τα μικρόβια που ζουν στο ανθρώπινο έντερο και στόμα.

«Είναι πολύ, πολύ παράξενο» σχολίασε στον δικτυακό τόπο του Nature ο Μαρκ Φάιφερ, κυτταρικός βιολόγος του Πανεπιστημίου της Βόρειας Καρολίνας στο Τσάπελ Χιλ, ο οποίος δεν συμμετείχε στην ανακάλυψη.

«Είναι τρελό. Όσο περισσότερο ψάχνουμε, τόσο περισσότερα τρελά πράγματα βρίσκουμε» δήλωσε ο ίδιος ερευνητής στον δικτυακό τόπο του Science.

Αλληλουχίες οβελίσκων βρέθηκαν στα μισά μικρόβια του ανθρώπινου στόματος

Η μελέτη του Πανεπιστημίου Στάνφορντ που περιγράφει τους «οβελίσκους» δεν έχει υποβληθεί ακόμα σε ανεξάρτητο έλεγχο, παρουσιάζεται όμως ως προδημοσίευση στο αποθετήριο BioRxiv.

Παθογόνα μόρια

Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον βιολόγο Ιβάν Ζελούντεφ, αναφέρει ότι οι οβελίσκοι είναι κοντά, κυκλικά μόρια RNA που αναδιπλώνονται σε βρόχους και σχηματίζουν ραβδοειδείς δομές (εξ ου και το όνομα).

Όπως συμβαίνει πάντως και με τους ιούς, οι οβελίσκοι δεν μπορούν να θεωρηθούν ζωντανοί οργανισμοί, καθώς δεν έχουν δικό τους μεταβολισμό και δεν αναπαράγονται χωρίς τη βοήθεια του ξενιστή.

Οι οβελίσκοι θυμίζουν ωστόσο τα «ιοειδή», μολυσματικά μόρια RNA που μοιάζουν με ιούς αλλά είναι πολύ μικρότερα και δεν περιλαμβάνουν κέλυφος πρωτεϊνών.

Τη δεκαετία του 1970, τα ιοειδή αναγνωρίστηκαν ως παθογόνοι παράγοντες που προκαλούν σοβαρές ασθένειες σε καλλιέργειες όπως οι πατάτες και τα χρυσάνθεμα. Πιο πρόσφατα, βιολογικά στοιχεία που παραπέμπουν σε ιοειδή ανακαλύφθηκαν σε πολλά ζώα και μύκητες.

Τα ιοειδή δεν φέρουν γονίδια για την παραγωγή πρωτεϊνών και αλληλεπιδρούν απευθείας με το DNA του ξενιστή. Οι οβελίσκοι, αντίθετα, κωδικοποιούν πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην αντιγραφή των μορίων RNA, κάτι που υποδεικνύει ότι είναι πιο περίπλοκα από τα ιοειδή.

Γυμνές αλληλουχίες

Οι οβελίσκοι ανακαλύφθηκαν όταν οι ερευνητές του Στάνφορντ αναζήτησαν σε βάσεις γενετικών δεδομένων αλληλουχίες RNA που μπορούν να σχηματίζουν κύκλους και βρόχους.

Αλληλουχίες οβελίσκων βρέθηκαν αρχικά στο 7% των μικροβίων του ανθρώπινου εντέρου και στα μισά μικρόβια του ανθρώπινου στόματος.

Ακολούθησαν αναλύσεις σε δείγματα κοπράνων από 472 άτομα, τα περισσότερα στις ΗΠΑ, από τα οποία το 6,6% διαπιστώθηκε πως έφερε οβελίσκους στο μικροβίωμα του εντέρου και το 53% στο μικροβίωμα του στόματος.

Ο βιολογικός ρόλος των οβελίσκων στη λειτουργία του μικροβιώματος παραμένει ασαφής, ωστόσο οι ερευνητές εικάζουν ότι τα στοιχεία αυτά μπορεί να έχουν παθογόνο δράση και να ελέγχουν έτσι τις μικροβιακές ισορροπίες.

Ένα άλλο σημαντικό ερώτημα που μένει ανοιχτό είναι το εάν οι οβελίσκοι είναι απόγονοι ιών που στην πορεία απλουστεύτηκαν, ή αν αντίθετα είναι προγονικές μορφές ιών.

Δεδομένου μάλιστα ότι το RNA ήταν πιθανώς το πρώτο μόριο με ικανότητα αντιγραφής του εαυτού του, η απάντηση σε αυτό το ερώτημα θα μπορούσε ενδεχομένως να δώσει πληροφορίες για την εμφάνιση της ζωής στη Γη.