Стало известно, какую роль играет альтернативный сплайсинг в нейродегенеративных заболеваниях

Этот процесс происходит из одного и того же участка ДНК. Исследование альтернативного сплайсинга является сложной темой в молекулярной биологии, и научная литература по этой теме уже обширна.

Дэвид Ником, студент программы UC Riverside Neuroscience Graduate Program, и его научный руководитель Сика Чжэн, адъюнкт-профессор биомедицинских наук в Медицинской школе UCR и директор Центра биологии и медицины РНК, опубликовали обзор, в котором рассматриваются последние исследования и доказательства роли альтернативного сплайсинга в основных нейродегенеративных заболеваниях. Они также обобщают последние достижения в разработке терапевтических стратегий на основе РНК для борьбы с этими расстройствами.

По мнению авторов, тема альтернативного сплайсинга в контексте нейродегенеративных заболеваний является особенно актуальной, учитывая рост частоты таких заболеваний по всему миру и необходимость новых подходов к их лечению. Они отмечают, что аномальный сплайсинг-дисрегуляция часто наблюдается при нейродегенеративных заболеваниях, и потому использование РНК-терапии обладает большим потенциалом и нуждается в более подробном исследовании.

Альтернативная дисрегуляция сплайсинга означает, что процесс альтернативного сплайсинга не происходит должным образом. После транскрипции ДНК в РНК молекулу, известную как пре-мессенджер РНК (пре-мРНК), только небольшая часть пре-мРНК превращается в итоговую мРНК-молекулу, которая содержит информацию для синтеза белка. В процессе альтернативного сплайсинга клетка может выбирать, какие части кодирующей последовательности включить в итоговую РНК или белок. Однако при альтернативной дисрегуляции сплайсинга этот процесс нарушается. Клетка может неправильно выбирать части кодирующей последовательности, включая неправильные фрагменты или исключая некоторые правильные. Это может привести к различным проблемам с полученным белком: он может быть короче, чем ожидалось, что повлияет на его нормальную функцию в клетке, или вообще не будет синтезироваться.

Альтернативный сплайсинг играет важную роль в молекулярной биологии, поскольку позволяет значительно расширить разнообразие белков, получаемых из одного гена. Это особенно значимо для многоклеточных организмов, которые состоят из различных типов клеток, образующих разнообразные ткани. Несмотря на то, что каждая клетка имеет одинаковый генетический код, альтернативный сплайсинг дает им гибкость в создании многочисленных семейств белков с различными функциями, специфичными для определенных тканей и развития.

Например, некоторые сети альтернативного сплайсинга активируются только во время эмбрионального развития и отключаются по достижении зрелости организма. Это позволяет клеткам адаптироваться к различным стадиям развития и создавать специфические белки, необходимые для определенных временных периодов или типов тканей.

Альтернативный сплайсинг играет значительную роль в молекулярной патологии широкого спектра нейродегенеративных заболеваний. В мозге наблюдается более высокий уровень альтернативного сплайсинга по сравнению с другими органами, хотя точные причины этого явления пока неизвестны. Ученые предполагают, что это связано с уникальной сложностью мозга, его быстрой эволюцией и разнообразием клеток, присутствующих в нем.

В нейрологических заболеваниях, таких как расстройство аутистического спектра, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, лобно-височная деменция, болезнь Хантингтона, мышечная атрофия позвоночника и мышечная дистрофия Дюшенна, наблюдается дисрегуляция альтернативного сплайсинга. В этих случаях ошибочные события сплайсинга приводят к образованию аномальных белков или снижению уровня нормальных белков, что в конечном итоге оказывает негативное влияние на здоровье и функцию нейронов.

Наиболее изученным примером является дисрегуляция альтернативного сплайсинга при болезни Альцгеймера. Ученые обнаружили, что эти ошибки сплайсинга приводят к производству неправильных белков или уменьшению уровня нормальных белков, что существенно влияет на нормальные функции нейронов и может способствовать развитию патологических изменений в мозге.

Таким образом, альтернативный сплайсинг является важным молекулярным механизмом, связанным с патологией нейродегенеративных заболеваний, и его дисрегуляция играет роль в развитии и прогрессии этих состояний.