Para ilmuwan telah menemukan bahwa molekul RNA tertentu dalam sel otak, yang disebut RNA berumur panjang, dapat bertahan sepanjang hidup suatu organisme, memainkan peran penting dalam menjaga stabilitas genom dan menawarkan wawasan tentang penuaan otak dan potensi terapi untuk penyakit neurodegeneratif.
Ahli saraf di FAU telah menemukan bahwa bahan penyusun tertentu dalam sel saraf dapat bertahan seumur hidup.
Percaya diri RNA molekul dalam sel saraf di otak bertahan seumur hidup tanpa diperbarui. Ahli saraf dari Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) kini telah menunjukkan hal ini bersama dengan para peneliti dari Jerman, Austria, dan Amerika. RNA umumnya merupakan molekul berumur pendek yang terus-menerus direkonstruksi untuk menyesuaikan dengan kondisi lingkungan.
Dengan temuan mereka yang kini telah dipublikasikan di jurnal Sainskelompok peneliti berharap dapat menguraikan proses penuaan otak yang kompleks dan mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang penyakit degeneratif terkait.
Sebagian besar sel dalam tubuh manusia diperbarui secara teratur, sehingga mempertahankan vitalitasnya. Namun, terdapat pengecualian: jantung, pankreas, dan otak terdiri dari sel-sel yang tidak diperbarui sepanjang masa hidup, namun tetap harus tetap berfungsi dengan baik. “Penuaan neuron merupakan faktor risiko penting untuk penyakit neurodegeneratif seperti AlzheimerTomohisa Toda, Profesor Neural Epigenomics di FAU dan Pusat Fisika dan Kedokteran Max Planck di Erlangen. “Pemahaman dasar tentang proses penuaan dan komponen utama apa saja yang terlibat dalam menjaga fungsi sel sangat penting untuk konsep pengobatan yang efektif.”
Penemuan RNA Berumur Panjang
Dalam studi bersama yang dilakukan bersama dengan ahli saraf dari Dresden, La Jolla (AS), dan Klosterneuburg (Austria), kelompok kerja yang dipimpin oleh Toda kini telah mengidentifikasi komponen kunci penuaan otak: para peneliti untuk pertama kalinya mampu menunjukkan bahwa jenis ribonukleat tertentu asam (RNA) yang melindungi materi genetik ada selama neuron itu sendiri. “Ini mengejutkan, tidak seperti biasanya DNAyang biasanya tidak pernah berubah, sebagian besar molekul RNA berumur sangat pendek dan terus-menerus dipertukarkan,” jelas Toda.
Untuk mengetahui masa hidup molekul RNA, kelompok Toda bekerja sama dengan tim dari Prof Dr Martin Hetzer, ahli biologi sel di Institut Sains dan Teknologi Austria (ISTA). “Kami berhasil menandai RNA dengan molekul fluoresen dan melacak masa hidup mereka dalam sel otak tikus,” jelas Tomohisa Toda, yang memiliki keahlian unik dalam epigenetika dan neurobiologi dan dianugerahi Hibah Konsolidator ERC untuk penelitiannya pada tahun 2023. “Kami bahkan berhasil mampu mengidentifikasi RNA berumur panjang pada hewan berusia dua tahun, dan tidak hanya pada neuron mereka, tetapi juga pada sel induk saraf somatik dewasa di otak.”
Selain itu, para peneliti menemukan bahwa RNA berumur panjang, yang mereka sebut sebagai LL-RNA, cenderung terletak di inti sel, terhubung erat dengan kromatin, suatu kompleks DNA dan protein yang membentuk kromosom. Ini menunjukkan bahwa LL-RNA memainkan peran penting dalam mengatur kromatin. Untuk mengkonfirmasi hipotesis ini, tim mengurangi konsentrasi LL-RNA dalam percobaan in-vitro dengan model sel induk saraf dewasa, yang mengakibatkan integritas kromatin sangat terganggu.
“Kami yakin bahwa LL-RNA memainkan peran penting dalam pengaturan stabilitas genom jangka panjang dan oleh karena itu dalam konservasi sel saraf seumur hidup,” jelas Tomohisa Toda. “Proyek penelitian di masa depan harus memberikan wawasan yang lebih dalam tentang mekanisme biofisik di balik konservasi LL-RNA dalam jangka panjang. Kami ingin mengetahui lebih lanjut tentang fungsi biologisnya dalam regulasi kromatin dan apa pengaruh penuaan terhadap semua mekanisme ini.”
Referensi: “Persistensi RNA nuklir seumur hidup di otak tikus” oleh Sara Zocher, Asako McCloskey, Anne Karasinsky, Roberta Schulte, Ulrike Friedrich, Mathias Lesche, Nicole Rund, Fred H. Gage, Martin W. Hetzer dan Tomohisa Toda, 4 April 2024, Sains.
DOI: 10.1126/science.adf3481