Kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) zawiera informacje genetyczne niezbędne do budowy i funkcjonowania organizmu. Niejako pośrednią formą tej informacji jest kwas rybonukleinowy (RNA), gdyż dopiero na jego podstawie powstają funkcjonalne białka. Jednakże tylko część DNA zawiera dane, które służą do produkcji białek. Reszta to tzw. niekodujące DNA. Produktem jego transkrypcji jest niekodujące RNA. Niewiele obecnie wiadomo o roli tych fragmentów kodu genetycznego.
Naukowcy z University of Alabama w Birmingham badali fragment niekodującego RNA o nazwie NEAT1. Opierali się na wiedzy, iż podobne do niego fragmenty kwasu rybonukleinowego są regulatorami metylotransferaz oraz że metylacja histonów jest kluczowa dla tworzenia się i utrzymywania pamięci długotrwałej.
“NEAT1 jest specyficznym tkankowo niekodującym RNA występujacym w mózgu w obrębie hipokampa – mówi dr Farah Lubin, współautor badania. – Ten region mózgu jest najsilniej związany z uczeniem się i pamięcią. Chociaż NEAT1 ma pewne powiązania z nowotworami w innych częściach ciała, odkryliśmy, że w hipokampie wydaje się regulować powstawanie pamięci.”
Zespół z Birmingham odkrył, że aktywność NEAT1 negatywnie wpływa na zdolność do uczenia się. Naukowcy tłumaczą jego funkcję, porównując go do hamulców w samochodzie, które uniemożliwiają jazdę, nawet jeśli silnik jest uruchomiony.
“NEAT1 jest hamulcem – mówi dr Lubin. – Kiedy się włącza, nie uczymy się, przynajmniej nie tak dobrze, jak moglibyśmy. W młodszym mózgu, gdy prezentowany jest bodziec promujący naukę, NEAT1 wyłącza się. Ponieważ jednak jedną z cech starzenia się jest zanik pamięci, zastanawiamy się czy NEAT1 jest zamieszany w ten spadek.”
Wykazano, że jednym z genów, na które oddziałuje NEAT1 jest c-FOS, niezbędny do tworzenia śladu pamięciowego. W starzejącym się mózgu NEAT1 jest znacznie bardziej aktywny niż w młodszym, co zakłóca regulację epigenetyczną c-FOS, a w konsekwencji – także proces uczenia się. Naukowcy wykorzystali technikę siRNA, aby zmienić poziom NEAT1 u starszych myszy. Po tym zabiegu pamięć i zdolność do uczenia się powróciła u nich do poziomu obserwowanego u młodych osobników. Następnym krokiem było działanie odwrotne – podniesienie stężenia NEAT1 u młodych zwierząt. Zgodnie z przewidywaniami, nastąpił u nich spadek zdolności do zapamiętywania i uczenia się.
“Wyłączenie NEAT1 u starszych zwierząt poprawiało pamięć, a zwiększenie poziomu NEAT1 u młodszych ją pogarszało – mówi dr Lubin. – daje nam to bardzo mocne dowody na to, że NEAT1 i jego wpływ na kontrolę epigenetyczną c-FOS to jedne z kluczowych elementów dla tworzenia się pamięci. Są to istotne odkrycia, ponieważ nie tylko znaleźliśmy nowy epigenetyczny inicjator i regulator, ale zidentyfikowaliśmy także nową rolę niekodującego RNA NEAT1. Tworzy to pole dla dalszych badań nad potencjalnymi funkcjami pełnionymi przez inne niekodujące RNA.”
Zespół z University of Alabama jest zdania, że dalsze badania powinny skupiać się również na możliwościach zastosowania nowego odkrycia w praktyce. Być może uda się znaleźć sposób na zmniejszenie ekspresji NEAT1 u osób starszych. Celem jest znalezienie sposobów na poprawę zdolności poznawczych również w przypadku pacjentów cierpiących na chorobę Alzheimera i inne formy demencji.
