śmieciowe DNA

śmieciowe DNA

Cząsteczki powstające w oparciu o tzw. "śmieciowe" DNA mogą mieć kluczową rolę w rozwoju chorób związanych z zaburzeniami zachowania.

Od 20 lat badacze poszukują genów, które mogłyby wpływać na zaburzenia zachowania. Jednak rezultaty tych badań nie są imponujące.

Przyczyną może być fakt, że poszukiwania dotyczyły niewłaściwych obszarów genomu. Badaczka uważa, że najwięcej informacji na temat genetycznego podłoża zaburzeń zachowania mogą dostarczyć sekwencje DNA, w których zapisany jest wzór na tzw. smnRNA, a nie geny będące wzorem na białka.

W genomie ludzkim sekwencje kodujące białka są przedzielone niekodującymi, do których zalicza się m.in. introny i smnRNA. Do niedawna naukowcy uważali, że cząsteczki te są nieistotne, a ich sekwencje określa się nawet mianem "śmieciowego" DNA.

Jednak wyniki kilku najnowszych badań sugerują, że sekwencje te mogą brać udział w wielu ważnych procesach biologicznych. W związku z tym pojawiły się spekulacje, że sekwencje smnRNA reprezentują całkiem odrębną klasę genów.

Różne techniki analizy genetycznej nie rejestrują obecności smnRNA, gdyż są one bardzo małe i niewiele wiadomo o ich strukturze. Zespół McInnes opracował więc nowe metody analizy, będące połączeniem analizy komputerowej i molekularnej, aby poszukiwać smnRNA w obszarach DNA, które wcześniej wiązano z chorobowymi zaburzeniami zachowania.

Z pomocą tej techniki udało im się zidentyfikować sekwencje smnRNA w intronach kilku genów. Introny są sekwencjami niekodującymi, które dzielą odcinki kodujące (egzony) jednego genu. W procesie przepisywania informacji o białku powstaje najpierw cząsteczka RNA, która obejmuje introny i egzony. Dopiero w procesie obróbki, która polega na wycinaniu intronów, powstaje właściwa matryca do produkcji białka.

Okazało się, że w intronie genu kodującego kortyliberynę (tj. hormon uwalniający kortykotropinę) znajdują się sekwencje, na bazie których powstają cząsteczki smnRNA.

Gen kodujący kortykoliberynę (CRH) odgrywa u ludzi i ssaków kluczową rolę w reakcji na stresujące warunki środowiska. Poprzez wpływ na układ nerwowy hormon, będący produktem tego genu, kontroluje odpowiedź na stres na poziomie układu odporności, zachowania i reakcji fizjologicznych.

Z kolei zmiany w aktywności tego genu w neuronach mają udział w rozwoju wielu chorób psychicznych, związanych ze zmianami zachowania, jak depresja, zaburzenia lękowe oraz anoreksja. Sekwencje smnRNA w intronie genu CRH wydają się być komplementarne do fragmentu DNA powiązanego z receptorem NMDA, który ma udział w rozwoju schizofrenii.

McInnes uważa, że smnRNA mogą być szczególnie pomocne w zrozumieniu różnic zachowania i różnych chorób (psychicznych czy neurologicznych) związanych z jego zaburzeniami. "Występują one w dużych ilościach w mózgu i mogą stanowić szybki i wydajny sposób regulacji aktywności innych genów, zwłaszcza w przypadku procesów zachodzących nagle".

Badaczka przypomina też, że wcześniejsze wyniki powiązały powstawanie smnRNA z rozwojem zespołu Pradera Willie''ego, choroby o podłożu neurologicznym i psychicznym, która charakteryzuje się słabym napięciem mięśni i trudnościami z przyjmowaniem pokarmu we wczesnym dzieciństwie, a w późniejszym wieku tendencjami do przejadania się i chorobliwą otyłością. Dodatkowo obserwuje się zaburzenia w rozwoju umysłowym.