O echipă de cercetători a descoperit că expresia genică este coordonată printr-o singură genă, ceea ce ar putea explica de ce oamenii au miliarde de neuroni în creier. Studiul, realizat pe animale de cercetătorii de la Southern Mothodist University (SMU), a fost prezentat în publicaţia ”eLife”.
Neuronii sunt celule din creier şi din sistemul nervos responsabile pentru tot ceea ce facem, gândim sau simţim. Aceştia utilizează impulsuri electrice şi semnale chimice pentru a trimite informaţii între diferite zone cerebrale şi între creier şi restul sistemului nervos, pentru a comunica corpului ce să facă. Oamenii au aproximativ 86 de miliarde de neuroni ce transmit corpului ce să facă, cum ar fi ridicarea unei mâini sau amintirea unui nume.
Totuşi, doar câteva mii de gene sunt responsabile de crearea acestor neuroni.
Toate celulele din sistemul nervos au aceeaşi informaţie genetică. Dar în final, genele sunt ”activate” sau ”dezactivate” ca printr-un întrerupător de lumină pentru a oferi neuronilor caracteristici şi roluri specifice.
Înţelegerea mecanismului prin care o genă este sau nu activată – proces cunoscut ca expresie genică - ar putea explica de ce atâţia neuroni sunt dezvoltaţi în cazul oamenilor şi al altor mamifere.
Oamenii de ştiinţa deja au descoperit o parte din expresia genică, studiile anterioare arătând că proteinele numite factori de transcripţie joacă un rol cheie în activarea unor gene specifice prin legarea de ADN-ul din apropiere
De asemenea, este cunoscut faptul că un proces numit despicarea ARN-ului, ce este controlat de proteine de legare de ARN, poate adăugat un strat suplimentar de reglare la acel neuron. Odată ce o genă este activară, diferite versiuni ale moleculei ARN pot fi create prin despicarea ARN.
”Înainte de acest studiu, oamenii de ştiinţă s-au concentrat pe factorii de transcripţie, ce reprezintă primul strat al expresiei genice. Adăugăm al doilea strat şi arătăm că factorii de transcripţie şi proteinele de legare ARN trebuie să fie coordonaţi corespunzători. Aceasta este prima dată când coordonarea expresiei genice a fost identificată într-un singur neuron”, a spus dr. coautorul dr. Adam D. Norris de la Departamentul de Ştiinţe Biologice la SMU, citat de sciencedaily.com.
Prin utilizarea unei combinaţii de tehnici genetice, cercetătorii au analizat modul prin care ARN-ul unei gene numite sad-1, găsită de asemenea la oameni, a fost despicată în neuroni individuali ai viermelui Caenorhabditis elegans. Ei au descoperit că sad-1 a fost activată în toţi neuroni, dar sad-1 a trecut prin diferite şabloane de despicare în diferite tipuri de neuroni.
Iar în timp ce factorii de transcripţie nu au participat direct în despicarea ARN pentru gena sad-1, ei au activat genele ce codifică proteinele de legare ARN diferit de diverse tipuri de neuroni. Aceste proteine de legare de ARN controlează despicarea ARN.
Odată ce acea genă a fost acitvată, apar aceşti factori şi schimbă subtil conţinutul acelei gene, iar cercetătorii au reuşit să despice sad-1în conformitate cu şabloanele specifice neuronilor şi au stabilit că reglarea coordonată a avut detalii diferite pentru diferiţi neuroni, se mai arată în concluziile cercetării.
