
وقتی پروژه ژنوم انسانی کامل شد، DNA از کانون توجه خارج شد و جای خود را به RNA به عنوان یک بازیگر اصلی در تنظیم ژنتیک داد. اکنون، یافتههای دانشگاه راکفلر منعکسکننده این تغییر ایدئولوژیک است و نشان میدهد که یکی از مهمترین رویدادهای فیزیولوژیکی بدن - سیمکشی نورونهای حرکتی و ماهیچهها - در سطح RNA تنظیم میشود.
یافته ها عقاید موجود در این زمینه را تغییر می دهد و بیشتر به نقش غیرقابل انکار RNA به عنوان مولکول پشت پیچیدگی بیولوژیکی اشاره می کند.
تحقیق به رهبری رابرت بی.دارنل، رئیس آزمایشگاه نوروآنکولوژی مولکولی، و ماتئو روگیو، همکار سابق تحقیقاتی، که اکنون یک دانشمند تحقیقاتی فوق دکتری در دانشگاه کلمبیا است، بر عملکرد اتصال عصبی عضلانی، جایی که آکسونهای نورونهای حرکتی با عضله برخورد میکنند، برجسته میکنند. در این محل اتصال، این ضایعات پیچک مانند به طور خاص روی خوشههایی از گیرندهها سیناپس میشوند و به مغز این امکان را میدهند که پیامهایی را منتقل کند که به ماهیچه سیگنال میدهد که منقبض یا شل شود. بدتر شدن اتصال عصبی عضلانی در مرکز بیماری لو گریگ است.
از دهه 1980، تصور می شد که معمار اصلی اتصال عصبی عضلانی شکل خاصی از پروتئینی است که به نام آگرین شناخته می شود. این شکل از پروتئین که Z+ آگرین نامیده میشود، فقط در نورونها یافت میشود و دارای یک قطعه اضافی از RNA است که به رونوشت متصل شده است. برای بسیاری، یک سوال کلیدی که باقی ماند این بود که کدام عامل اتصال مسئول لغزش در این قطعه اضافی، اگزون Z+ است.
در کار خود، دارنل و روگیو نه تنها فاکتور اتصال را آشکار می کنند، بلکه نشان می دهند که این عامل، نه Z+ agrin، تنظیم کننده اصلی است که تشکیل اتصال عصبی عضلانی را تنظیم می کند.آزمایشهای گذشته دانشمندان را به این نتیجه رسانده بود که آگرین Z+ ممکن است برای شکلگیری مناسب اتصال عصبی عضلانی لازم و کافی باشد، اما دارنل و روگیو نشان میدهند که در حالی که آگرین Z+ ضروری است، پروتئینهای دیگری نیز مورد نیاز است.
فاکتور پیوندی که دانشمندان شناسایی کردند، پروتئینی است که به خوبی مطالعه شده است به نام NOVA که در دو نوع وجود دارد. این تیم دریافت که موش هایی که از نظر ژنتیکی مهندسی شده بودند تا هر دو نوع NOVA1 و NOVA2 و بنابراین Z+ agrin را نداشته باشند، فلج متولد شدند. دارنل می گوید: «آنها نمی توانستند ماهیچه ای را حرکت دهند. بنابراین آن زمان بود که تصمیم گرفتیم به اتصال عصبی عضلانی نگاه کنیم. محققان دریافتند که خوشههای گیرنده روی عضله کم و پراکنده بودند و آنهایی که باقی مانده بودند اتصالات زیادی با انتهای عصبی ایجاد نمیکردند.
بر اساس دکترین حاکم، آنها انتظار داشتند که بازگرداندن آگرین Z+ در موش هایی که فاقد NOVA هستند برای نجات موش ها کافی باشد. روگیو می گوید: «اما اینطور نبود. و این بسیار تعجب آور بود زیرا وقتی به مورفولوژی اتصال عصبی عضلانی نگاه کردیم، طبیعی به نظر می رسید.آگرین +Z خوشههای گیرنده و سیناپسها را بازیابی کرد، اما این کار هیچ سودی برای حیوانات نداشت: آنها فلج شدند.»
دارنل، که همچنین محقق موسسه پزشکی هاوارد هیوز است، می گوید: «بنابراین این یک پارادوکس است. «و این مکان خوبی برای حضور در علم است. اینجا جایی است که شما می خواهید باشید زیرا به این معنی است که تعصب در این زمینه اشتباه است.»
از آنجایی که عضله طبیعی به نظر می رسید، آنها توجه خود را به نورون حرکتی معطوف کردند و غافلگیر دیگری شدند. با همکاری جرالد فیشباخ، استاد مدعو در راکفلر، این گروه به طور مصنوعی آکسون حرکتی را تحریک کردند و دریافتند که به طور کامل قادر به انتقال تکانه های الکتریکی برای ترشح انتقال دهنده عصبی خود و ایجاد انقباض عضله است، حتی اگر موش ها کاملاً فلج شده بودند. تصویر دقیقتری ظاهر شد: در حالی که آگرین Z+ دسته گیرندهها را در محل اتصال بازیابی میکند، توانایی نورونهای حرکتی را برای شلیک بازیابی نمیکند.
"معنی این است که، از آنجایی که اهداف تنظیم شده توسط NOVA هنوز در موش های Z+ agrin نجات یافته معیوب هستند، یک یا چند مورد از رونوشت های تنظیم شده توسط NOVA باید مسئول ایجاد یک پتانسیل عمل باشند." روگیو."این یک کشف جدید است زیرا هیچ کس تا به حال فرض نکرده است که یک پروتئین متصل به RNA می تواند شلیک نورون حرکتی را تنظیم کند."
"دارنل می افزاید: "این یک چشم انداز کاملاً جدید را در مورد تنظیم RNA عملکرد عصبی باز می کند."