Zirkelschluss

UNM-Wissenschaftler untersuchen eine spezielle Form von RNA im Gehirn, von der vermutet wird, dass sie eine Schlüsselrolle bei psychischen Erkrankungen spielt

In Biologie 101 wurde Ihnen beigebracht, dass in jeder Zelle winzige Stränge eines Moleküls namens RNA den genetischen Code in Ihrer DNA "transkribieren", der erste Schritt beim Aufbau der Proteine, aus denen Ihr Körper besteht.

Doch in den letzten Jahren ist das Bild komplizierter geworden. Es stellte sich heraus, dass es auch zirkuläre, nicht kodierende Formen von RNA gibt, die verschiedene Aspekte der Genexpression regulieren, sodass viele unserer 20,000 Gene mehr als eine Form jedes Proteins bilden können.

Nun haben Wissenschaftler der University of New Mexico gezeigt, dass die Konzentration einer Art von zirkulärer RNA, die im Gehirn mit dem unschönen Namen gefunden wird, reduziert ist CircHomer1a sind mit Schizophrenie und bipolarer Störung verbunden. Es wurde auch festgestellt, dass niedrigere Spiegel des Moleküls im menschlichen frontalen Kortex mit einem früheren Auftreten von Schizophrenie-Symptomen korreliert sind.

In einem neu in der Zeitschrift erschienenen Artikel Molecular Psychiatry, berichten die Forscher, dass die Senkung der CircHomer1a im frontalen Kortex des Mäusehirns führt zu einer gestörten Genexpression, die mit der Funktion der Synapsen verbunden ist - Verbindungen an den Enden von Neuronen, die es ihnen ermöglichen, mit ihren Nachbarn zu "sprechen".

Das Team zeigte auch, dass bei Mäusen die Reduktion von CircHomer1a im frontalen Kortex verringerte ihre kognitive Flexibilität - die Fähigkeit, auf sich ändernde Umstände zu reagieren. Diese Beeinträchtigung wird häufig bei Menschen mit bipolarer Störung beobachtet.

"Diese Mäuse können lernen und unterscheiden, aber wenn es Zeit für sie ist, ihr Verhalten anzupassen, sind sie sehr mangelhaft", sagte Hauptautor Nikolaos Mellios, MD, PhD, Assistenzprofessor in der Abteilung für Neurowissenschaften. "Sie brauchen viel mehr Prüfungen, um ihr Verhalten umzukehren."

Jüngste Studien haben gezeigt, dass die Gehirne von Säugetieren reich an zirkulärer RNA sind, und es scheint, dass sie die Art und Weise, wie Gene in RNA transkribiert und in Proteine ​​übersetzt werden, stark beeinflussen, sagte Mellios.

"Sie produzieren keine Proteine, aber es gibt neue Forschungen, die zeigen, dass sie wichtige regulatorische Funktionen haben", sagte er. "Sie sind wie Dirigenten in einem Orchester. Sie brauchen diese zirkulären RNAs, um die Expression mehrerer Gene zu verfeinern."

Da zirkuläre RNAs im Körper stabiler sind als ihre linearen Cousins, könnten sie möglicherweise als Biomarker dienen, um Ärzten bei der Diagnose von Krankheiten zu helfen, sagte Mellios. Und es besteht die Möglichkeit, dass Behandlungen entwickelt werden könnten, um ihre Wirkung im Gehirn zu verstärken.

"Unser Labor arbeitet daran, den richtigen Ansatz zu finden, um diese zirkulären RNAs speziell bei Patienten zu manipulieren", sagte er. "Wir versuchen auch herauszufinden, welche Medikamente diese zirkulären RNAs als Behandlung gezielt verändern."

Mellios lobte die Kollegen des Department of Neurosciences Jonathan Brigman und Nora Perrone-Bizzozero sowie die Doktoranden Amber Zimmerman, Alexander Hafez und Stephen Amoah für ihre wichtigen Beiträge zur Studie.

Das Papier ist das erste in einer Reihe, die die Rolle untersuchen wird CircHomer1a spielt in der Gehirngesundheit, sagte er.