Ερευνητές αποκαλύπτουν πώς ένα γονίδιο επηρεάζει το μέγεθος των κυττάρων
Πώς διατηρούν τα κύτταρά μας το σωστό μέγεθος; Αυτή η θεμελιώδης ερώτηση έχει απασχολήσει τους επιστήμονες εδώ και χρόνια, καθώς τα κύτταρα που είναι πολύ μεγάλα ή πολύ μικρά σχετίζονται με πολλές ασθένειες. Μέχρι σήμερα, η γενετική βάση πίσω από το μέγεθος των κυττάρων παρέμενε σε μεγάλο βαθμό μυστήριο. Ωστόσο, νέα έρευνα έχει εντοπίσει για πρώτη φορά ένα γονίδιο στο μη κωδικοποιούμενο γονιδίωμα που μπορεί να ελέγχει άμεσα το μέγεθος των κυττάρων.
Η ανακάλυψη του CISTR-ACT
Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications από μια ομάδα στο Νοσοκομείο SickKids αποκάλυψε ότι το γονίδιο CISTR-ACT λειτουργεί ως ρυθμιστής της ανάπτυξης των κυττάρων. Σε αντίθεση με τα γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες, το CISTR-ACT είναι ένα μακρύ μη κωδικοποιούμενο RNA (lncRNA) και ανήκει στο μη κωδικοποιούμενο γονιδίωμα, το οποίο αποτελεί το 98% του DNA μας και παραμένει σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητο. Αυτή η έρευνα δείχνει ότι το μη κωδικοποιούμενο γονιδίωμα, συχνά αποκαλούμενο “σκουπίδια DNA”, παίζει σημαντικό ρόλο στη λειτουργία των κυττάρων.
Μηχανισμός δράσης του CISTR-ACT
«Η μελέτη μας δείχνει ότι τα μακρά μη κωδικοποιούμενα RNAs και οι μη κωδικοποιούμενες περιοχές του γονιδιώματος μπορούν να οδηγούν σημαντικές βιολογικές διαδικασίες, συμπεριλαμβανομένης της ρύθμισης του μεγέθους των κυττάρων», δήλωσε ο Δρ. Philipp Maass, ανώτερος επιστήμονας στο πρόγραμμα Γενετικής και Γονιδιωματικής του SickKids. Η ομάδα χρησιμοποίησε μια διεπιστημονική προσέγγιση, συμπεριλαμβανομένων τεχνικών CRISPR/Cas9 και Cas13, για να εξερευνήσει τον μοριακό μηχανισμό του CISTR-ACT. Διαπίστωσαν ότι το γονίδιο αυτό έχει λειτουργικούς ρόλους σε επίπεδο DNA και RNA, επηρεάζοντας άλλες γονιδιακές διεργασίες που σχετίζονται με την ανάπτυξη, τη δομή και την προσκόλληση των κυττάρων.
Σημαντικές επιπτώσεις για την υγεία
Όταν το CISTR-ACT μειώθηκε ή αφαιρέθηκε σε προκλινικά μοντέλα, οι ερευνητές παρατήρησαν μεγαλύτερα ερυθρά αιμοσφαίρια και αλλαγές στη δομή του εγκεφάλου, παρόμοιες με τις επιδράσεις που παρατηρούνται σε ανθρώπινα κύτταρα. Η προσθήκη περισσότερου CISTR-ACT οδήγησε σε μικρότερα κύτταρα, επιβεβαιώνοντας τη σημασία του στη ρύθμιση του μεγέθους των κυττάρων. Η έρευνα αποκάλυψε ότι το CISTR-ACT καθοδηγεί μια πρωτεΐνη που ονομάζεται FOSL2, η οποία συνδέεται με άλλα γονίδια για να τα ρυθμίσει, κάτι που είναι ιδιαίτερα σημαντικό στην ανάπτυξη του εγκεφάλου και του μυελού των οστών.
«Το CISTR-ACT και το FOSL2 ελέγχουν το μέγεθος των κυττάρων όπως ένας μαγνήτης. Όταν αφαιρεθεί ο “μαγνήτης”, τα κύτταρα μεγαλώνουν, και όταν τον τοποθετήσουμε πίσω, τα κύτταρα συρρικνώνονται», ανέφερε η Δρ. Katerina Kiriakopulos, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. Η ομάδα επισημαίνει ότι απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να κατανοηθεί καλύτερα πώς το CISTR-ACT καθοδηγεί το FOSL2 και αν άλλα μη κωδικοποιούμενα RNAs παίζουν παρόμοιους ρόλους σε διάφορους τύπους κυττάρων και ασθενειών.
Η γνώση ότι το CISTR-ACT λειτουργεί σε επίπεδο DNA και RNA μας δείχνει ότι υπάρχουν πολλαπλές οδοί για τον έλεγχο του μεγέθους των κυττάρων. Αυτό ανοίγει νέες κατευθύνσεις για την πιθανή μετάφραση αυτών των ευρημάτων σε εξατομικευμένες θεραπείες για καταστάσεις όπως ο καρκίνος και η αναιμία, όπου το μέγεθος των κυττάρων είναι κρίσιμος παράγοντας.
Η έρευνα αυτή πραγματοποιήθηκε χάρη στη συνεργασία με άλλες ομάδες του SickKids, συμπεριλαμβανομένων ειδικών στην έρευνα και απεικόνιση του εγκεφάλου. Η μελέτη είναι μέρος των συνεχών προσπαθειών της ομάδας του Δρ. Maass να εξερευνήσει τις λειτουργικές περιοχές του μη κωδικοποιούμενου γονιδιώματος που μπορεί να επηρεάζουν τη διαδικασία ανάπτυξης και τις μηχανισμούς ασθενειών.
