Yenilikler

Yeni mRNA varyantları atlası beynin iç işleyişini yakalıyor

Weill Cornell Medicine’deki araştırmacılar, fare ve insan beynindeki haberci RNA (mRNA) varyantlarına ilişkin bugüne kadarki en kapsamlı atlası bir araya getirdi. Atlas, beyin gelişimini, nöron uzmanlığını ve diğer beyin fonksiyonlarını anlamada önemli ve yeni bir kaynaktır.

DNA dizilerinden kopyalanan RNA transkriptleri, proteinlerin oluşturulmasına yönelik talimatları taşır ve belirli bir hücrede hangi genlerin aktif olduğunu gösterir. Bir gen, ham bir RNA transkriptine kopyalandığında, farklı ekleme varyantları veya izoformları oluşturmak için genellikle farklı şekillerde işlenebilir; dolayısıyla tek bir gen birçok farklı protein üretebilir. Her ne kadar biyolojinin bu karmaşık katmanının, özellikle beyindeki diğer gizemli hastalıkları anlamanın anahtarlarını taşıdığı düşünülse de, bunu detaylandırmak muazzam bir teknik zorluk olmuştur.

Nature Neuroscience’da 9 Nisan’da yayınlanan çalışmalarında araştırmacılar, farede ve insan beyninde (farklı beyin bölgelerinde, farklı hücre tiplerinde ve farelerin farklı büyüme aşamalarında) bulunan mRNA izoformlarını kaydetmek için en ileri sıralama yöntemlerini kullandılar. Belirli bir hücre tipinde bile bazı genlerin izoformlarının, hücrenin bulunduğu yere ve beynin gelişim aşamasına bağlı olarak önemli ölçüde değiştiğini buldular.

Weill Cornell Tıbbı Feil Ailesi Beyin ve Zihin Araştırması Nörogenetik Merkezi’nde sinir bilimi doçenti olan çalışmanın kıdemli yazarı Dr. Hagen Tilgner, “Bu kesinlikle ileriye doğru atılmış büyük bir adım, beyindeki süreçleri daha ayrıntılı olarak incelememize olanak sağlıyor” dedi. Enstitü.

İlk yazar Dr. Anoushka Joglekar, araştırma sırasında Tilgner laboratuvarında çalışan bir doktora adayıydı ve nöroloji ve sinirbilim profesörü Nathan E. Cumming ve Nörogenetik Merkezi direktörü Dr. Elizabeth Ross’un danışmanlığını üstlendi. Weill Cornell Medicine’de. Dr. Joglekar şu anda Weill Cornell Medicine dahil 14 New York akademik kurumunun ortak kurduğu bir araştırma enstitüsü olan New York Genom Merkezi’nde doktora sonrası araştırmacıdır.

“İnce Baskı”

İzoform varyasyonu biyolojinin “ince ayrıntılarının” bir parçasıdır; dolayısıyla okunması doğası gereği zordur. Bunun temel nedeni standart RNA dizileme teknolojisinin mRNA izoformları arasındaki farkları güvenilir bir şekilde tespit edememesidir. Bu sorunu çözmek için araştırmacılar daha pahalı ve zaman alıcı “uzun okuma” sıralamasına yöneldiler; bu da yeterli doğruluğu elde etmek için hâlâ önemli miktarda veri işleme gerektiriyordu. Bu büyük girişimi, her bir hücreyi ve ürettiği uzun okunan RNA dizilerini kaydedecek şekilde gerçekleştirdiler. Bu, araştırmacıların yüzbinlerce bireysel fare ve insan beyin hücresinden izoformları tanımlamasına olanak sağladı.

Aynı ekibin 2018 ve 2021’de yaptığı daha küçük çalışmalardan elde edilen veri kümelerine dayanan sonuçta ortaya çıkan atlas, normal ve anormal beyin fonksiyonlarını ve gelişimini inceleyen sinirbilimciler için temel bir referans görevi görecek. Zaten ekibin verilerine ilişkin ilk analizleri, gelecekteki araştırmalarda takip edilecek bazı sürprizleri ortaya çıkardı.

Araştırmacılar örneğin nöronlar arası sinyalleşmede önemli olan birçok gen için aynı hücre tipinin farklı beyin bölgelerinde farklı mRNA izoformlarını ifade ettiğini buldu. Birçok izoformun beklenmedik dalgalanma modelleri sergilediği ergenlik döneminde varyasyon daha da belirgindi.

Dr. Joglekar, “Bu izoformlardan bazılarının, yetişkinlikte istikrara ulaşana kadar gelişim boyunca açılıp kapandığını gördük” dedi.

Ekip ayrıca, önceki genetik çalışmalarda oldukça değişken izoformlara sahip genlerin çoğunun Alzheimer, Parkinson, şizofreni, bipolar bozukluk, anksiyete ve depresyon gibi önemli beyin bozukluklarıyla bağlantılı olduğunu da gözlemledi.

Fare ve insan beyin hücrelerine ilişkin bulguların çoğu benzer olsa da, araştırmacılar gelecekteki çalışmalarda insan hücrelerine odaklanmayı planlıyor; örneğin normal yaşlanmadaki ve yaşlanmaya bağlı beyin bozukluklarındaki izoform varyasyonlarını karşılaştırıyor.

Kaynak ve İleri Okuma: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/04/240409123937.htm

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu