Avtor: Mojca Koprivnikar
RNK-molekula je bila zaradi svoje vloge »prenašalca« dolgo časa zapostavljena kot nepomembna, predvsem v primerjavi z DNK-molekulo, pa vendar dr. Jernej Ule, profesor za molekularno nevrobiologijo v Londonu, s svojo ekipo raziskuje in odkriva povsem nove razsežnosti, ki jih ima ta dolgo časa prezrta molekula.
Ule se ukvarja tudi z zapletenimi procesi v možganih v povezavi s stiki med proteini in RNK, ki omogočajo celicam uravnavanje genskega izražanja. »Napake genskega izražanja pa se običajno pojavijo tudi na RNK in so vzrok za napačno obnašanje celic. Prav to pa mogoče obeta dobro prihodnost (tudi za možgane): s popravljanjem napak na ravni RNK bi lahko preprečili napake v celicah ali možganih, a to še raziskujemo,« pravi Ule.
»V našem telesu skozi življenje lahko nastane veliko genetskih mutacij, ki bi potencialno vodile do bolezni, vendar je naše telo izjemno močno in ima sposobnost »popravljanja« ter ohranjanja samega sebe. Med staranjem pa se ta sposobnost zmanjša, prav tako se zmanjšajo ohranjevalni mehanizmi. Raziskovalci skušamo ugotoviti vzroke za to. Prav tako nas zanima, zakaj se ob določeni genetski mutaciji bolezen (na primer Alzheimerjeva) ne razvije takoj, ampak šele pozneje v življenju. Domnevamo, da ima pri tem velik vpliv tudi naš način življenja. Pri tem je treba razumeti, da so naši možgani izjemno povezani s celotnim telesom; natančno poznavanje te povezanosti bi odgovorilo na marsikatero vprašanje o nastanku bolezni. Številne raziskave tudi kažejo, da osebe, ki so vse življenje umsko in telesno aktivne ter vzdržujejo družabno življenje, redko zbolijo za npr. Alzheimerjevo boleznijo,« pripoveduje Ule.
O fleksibilnosti možganov in njihovih škodljivcih
Pri razmišljanju o delovanju naših možganov ne moremo prek tistega, kar spodbuja in zavira njihovo delovanje. Zato bo velik korak v znanosti narejen, ko bomo ugotovili, kako je delovanje celotnega telesa povezano z boleznimi možganov (npr. Alzheimerjevo) in z vsakdanjim življenjem. »Naši možgani so izjemno fleksibilni in od drugih vrst se razlikujemo ravno po tem. Oblikovati se začnejo že v zgodnjem otroštvu in nanje vplivajo različne stvari, ki so se v tistem času dogajale. Še več, oblikuje jih lahko že dogajanje v maternici. Seveda pa igrajo ogromno vlogo tudi genetske predispozicije, ki pa jih (za zdaj) ni mogoče spreminjati. Svoj pečat pušča tudi naš način življenja. Svet je danes mogoče bolj nepredvidljiv, kot je bil včasih; stvari se zelo hitro spreminjajo. Verjetno tudi to v marsičem pozitivno vpliva na možgane.«
Ule poudarja, da najbolj škodljivo na možgane vplivata alkohol in sladkor. »Otroci, ki so bili alkoholu izpostavljeni že v maternici, bodo imeli nepopravljive posledice na možganih. Ko je otrok v maternici, je možgansko tkivo še posebej občutljivo na toksične vplive etanola, zarodek prav tako še nima razvite sposobnosti pretvarjanja alkohola v jetrih oz. zavarovanja pred njim. Alkohol povzroča napake tudi na DNK-molekulah, ki jih napade neposredno.«
Pomemben vpliv na možgane ima tudi stres. Tega lahko opazimo že pri dogajanju na celični ravni. Tisti v življenju pa nam je vsem dobro poznan. Najbolj škodljiv je kronični stres, ki ga oseba doživlja kot brezizhodnega, medtem ko je zmerni stres lahko celo stimulativen. »Za možgane je sicer koristno, da so »ukleščeni« v svet in dogajanje. Nekateri zmerni stresorji in izzivi, ki nam na prvi pogled mogoče ne ugajajo najbolje, so za možgane lahko dobri. Vsekakor je lažje sedeti pred TV-zaslonom, vendar pa je za nas bolje, da se spoprimemo z vsakodnevnimi izzivi in s stresorji, ki nas pritegnejo v aktiven način življenja,« pove Ule.
Raziskovalec še pravi, da je možgane sicer treba obravnavati na različnih ravneh, na primer na molekularni, celični, medicinski in na psihološki; trenutno najmanj vemo ravno o tem, kako se te ravni med seboj povezujejo.«
RNK in možgani
RNK (ribonukleinska kislina) je – tako kot DNK – dolga molekula, ki opravlja vrsto ključnih funkcij v celicah in živih organizmih. Ule opisuje, da skrbi za prenos informaciji iz genoma, v katerem so shranjeni vsi geni znotraj DNK, na proteine, ti pa so glavni igralci na odru življenja, saj sodelujejo pri gradnji in delovanju celic. RNK je zrcalna slika DNK za vsak gen posebej in tako lahko informacijo iz DNK prepišemo na novo RNK-molekulo, jo pošljemo naprej in na tak način ustvarimo nove proteine, ki gradijo celice. »RNK so izjemno pomembne molekule predvsem za možgane. In zakaj prav RNK? Zaradi svoje dinamične in spremenljive narave, saj lahko ta prenesene informacije tudi spreminja. V možganih pa je prav zaradi spremenljive narave RNK lahko toliko različnih vrst celic, ki opravljajo različne stvari, se med seboj »pogovarjajo« prek živčnih signalov, si pomagajo in sodelujejo – v nasprotju z DNK, ki je bolj nespremenljiva molekula in služi predvsem ohranjanju genske informacije. »Po čisto osebnem mnenju imam občutek, da se dinamičnost RNK v celicah ohranja delno tudi s tem, da smo dinamični v vsakdanjem življenju.«
Kako torej lahko povežemo delovanje RNK z boleznijo možganov, ki se pojavijo v starosti, pa Ule pravi, da gre pri tem za lepljivost proteinov, zaradi katere se izgubijo ti dinamični stiki med RNK in proteini. »V naši skupini študiramo, kako se tvorijo stiki med proteini in RNK. Ti stiki morajo biti kratkotrajni, saj RNK zaradi potrebe po pošiljanju informacije potuje po celici. Pri bolezni možganov, ki so vezane na staranje, pa se kaže, da postajajo proteini preveč lepljivi in začnejo tvoriti velike skupke; tako stiki med RNK in proteini izgubljajo svojo dinamičnost. Poskrbeti je treba, da bodo RNK-molekule učinkovito potovale po svoji poti skozi celice, kar nadzorujejo dinamični stiki s proteini. Prav to je tudi vsebina naših raziskav, vendar še ne vemo, kako iz tega razviti zdravilo,« pripoveduje Ule.
Pomembne so tudi podporne celice ali celice glia
V povezavi z delovanjem možganov pa velja omeniti tudi t. i. celice glia, ki se jim vse do zdaj ni posvečalo posebne pozornosti, a igrajo pomembno vlogo pri staranju.
»V biologiji so bili nevroni ali t. i. živčne celice dolgo časa glavni predmet obravnave, celice glia pa so se tretirale kot pasivne – tiste, ovite okrog nevronov, brez pomembnejše funkcije. V zadnjih letih pa se vedno bolj kaže, da so izjemno aktivne in da se prav te celice najbolj odzivajo na dogajanje v okolju ter da pogojujejo odzivanje možganov. Celice glia so zelo zanimive, saj imajo večjo zmožnost obnavljanja kot nevroni ter igrajo pomembno vlogo tudi pri procesih staranja in propadanja možganskih celic med boleznijo možganov. Prav njihovo obnavljanje je treba ohranjati, saj lahko zdrave celice glia nevtralizirajo tudi napake v nevronih,« pove Ule. Odgovor na vprašanje, kako te celice spodbudimo k delovanju, pa za zdaj ostaja še skrivnost. »Tudi to je predmet obsežnih raziskav. Ogromno vlagamo v njihovo raziskovanje, težko pa je reči, kak pristop bi te celice najbolj ohranjal,« sklene dr. Ule.
|
Prof. Jernej Ule, molekularni biolog  Diplomant iz molekularne biologije z doktoratom in s podoktorskim študijem na Univerzi Rockefeller v ZDA je oblikoval samostojno raziskovalno skupino v Laboratoriju za molekularno biologijo (LMB) v Cambridgeu v Angliji. Leta 2013 se je s skupino preselil na Inštitut za nevrologijo University College, kjer je postal profesor za molekularno nevrobiologijo. Leta 2016 je večji del skupine preselil na ‘The Francis Crick Institute’. Raziskovalne stroške so dvakrat izdatno finančno podprli v Evropskem raziskovalnem svetu (European Research Council – ERC), ki pokrije približno polovico stroškov, preostalo pa angleški Medicinski raziskovalni svet (Medical Research Council – MRC) oziroma zasebni sklad Wellcome Trust. Več o njegovi skupini je dostopnega na http://www.ulelab.info. |
Foto: Bigstock
