Process med betydelse för hjärnans utveckling närstuderad
Forskare från Uppsala universitet har undersökt det mycket viktiga steg då arvsmassan avläses och fann att gener som är aktiva i hjärnan skrivs av med en speciell mekanism. Resultaten som publiceras tidskriften Nature Structural and Molecular Biology kan få betydelse för att förstå den genetiska orsaken till vissa av hjärnans sjukdomar.
Kunskap om nervsystemets utveckling är av största betydelse för att förstå hjärnans funktion och hjärnans sjukdomar. I alla celler fungerar DNA som mall för de proteiner som ska bildas i cellen. Som ett mellansteg i processen bildas så kallade RNA-molekyler. Dessa förekommer direkt efter avläsningen i en ursprunglig form men innan de kan läsas av för att ge upphov till proteiner processas de genom att vissa delar, så kallade introner, tas bort. Nya sekvenseringstekniker gör att man nu kan undersöka sekvensen för alla RNA-molekyler som finns i en viss celltyp eller vävnad.
I den nu publicerade studien visar forskarna att det under fosterutvecklingen finns en större andel RNA-molekyler som fortfarande innehåller introner jämfört med en fullt utvecklad hjärna, där de flesta RNA-molekylerna istället är färdigprocessade. Många av dessa RNA-molekyler är sådana som kan ge upphov till ett flertal olika proteinvarianter som behövs under hjärnans utveckling. Bland de RNA-molekyler i hjärnan som ofta innehöll introner fanns också flera gener med betydelse för psykiatriska sjukdomar.
– En möjlig förklaring är att det i den växande hjärnan behöver finnas större möjlighet att reglera och variera processen när intronerna tas bort, för att på så sätt ge upphov till olika proteinvarianter, säger Lars Feuk, forskare vid institutionen för immunologi, genetik och patologi som lett studien tillsammans med Lucia Cavelier.
En annan fråga som länge varit oklar är hur processen där intronerna avlägsnas går till i detalj. Det kan ske antingen i direkt anslutning till bildning av RNA, eller efter hela RNA-molekylen är färdigbildad men vilket som är vanligast i människans celler har tidigare inte kunnat mätas direkt i vävnadsprover. I den nu publicerade studien kan forskarna visa att intronerna ofta tas bort i direkt anslutning till att RNA:t har bildats.
– Vi visar att det här snabba avlägsnandet av introner är vanligare än man tidigare trott, vilket pekar mot att bildandet av RNA och regleringen av proteinvarianter är starkt sammankopplade, säger försteförfattaren Adam Ameur, bioinformatiker vid institutionen för immunologi, genetik och patologi.
– Detta är viktig kunskap för att förstå styrmekanismerna för gener som är nödvändiga under hjärnans utveckling,
Studien har gjorts inom SciLifeLab Uppsala och finansierats av bland andra Stiftelsen för strategisk forskning SSF, Marcus Borgströms stiftelse samt Göran Gustafssons stiftelse.
För mer information, kontakta Lucia Cavelier, lucia.cavelier@igp.uu.se eller Lars Feuk, lars.feuk@igp.uu.se
