Mecanism nou descoperit pentru citirea genelor ultra-lungi din neuroni
Neuronii din oameni și alte mamifere exprimă numeroase gene de o lungime excepțională, variind de la peste 100 kbp până la mai mult de 2 Mbp, esențiale pentru formarea sinapselor și a circuitelor neuronale. În general, informația genetică este citită din ADN și transcrisă în ARN, iar cu cât o genă este mai lungă, cu atât procesul de transcriere durează mai mult. Deoarece exprimarea genelor trebuie reglată în mai multe etape, se presupune că neuronii au nevoie de mecanisme speciale pentru a citi genele lungi în mod precis și stabil, însă detaliile acestor mecanisme au rămas necunoscute.
Proteina SFPQ, cheia formării condensatelor nucleare
Într-un studiu publicat în Cell Chemical Biology, cercetători de la Universitatea Ehime au analizat proteina SFPQ, care se leagă de ARN. Folosind microscopia de super-rezoluție și alte metode, echipa a descoperit că SFPQ utilizează ARN-urile lungi drept schelă pentru a forma structuri asemănătoare unei rețele, numite condensate, în interiorul nucleului celular. Condensatele sunt structuri fără membrană care se formează atunci când anumite molecule se adună în interiorul celulelor.
Un „spațiu de lucru” comun pentru procesarea genelor lungi
Cercetătorii au constatat că aceste condensate reunesc numeroase molecule implicate în transcriere – citirea ADN-ului în ARN –, în splicing, procesul prin care sunt unite părțile corespunzătoare ale ARN-ului nou format, și în reglarea cromatinei, structura care ambalează ADN-ul. Atunci când condensatele de SFPQ nu s-au putut forma, genele ultra-lungi nu au fost citite corect până la capăt, splicing-ul ARN-ului a fost afectat, iar exprimarea genelor a scăzut. Etichetarea dependentă de proximitate a arătat că aceste condensate aduc împreună factori de reglare genică implicați în citirea genelor și procesarea ARN-ului.
Implicații pentru tulburările neurologice
Rezultatele sugerează că condensatele de SFPQ acționează ca un „spațiu de lucru” comun care reunește mai multe procese necesare pentru funcționarea corectă a genelor extrem de lungi. Studiul oferă indicii despre baza fizică a ceea ce fusese propus anterior drept „condensat de elongare transcripțională” și deschide o nouă perspectivă asupra reglării genelor prin organizarea spațială a nucleului. SFPQ și proteinele înrudite au fost asociate și cu tulburarea de spectru autist (TSA) și scleroza laterală amiotrofică (SLA). În viitor, studierea exprimării anormale a genelor ultra-lungi ar putea contribui la o mai bună înțelegere a mecanismelor tulburărilor neurodezvoltării și neurodegenerative.
