Революційне дослідження, проведене командою професора Цян Лю з Університету науки і технологій Китаю (USTC) і опубліковане в Cell Metabolism, підкреслює важливу роль фрагментів глутаматної тРНК у старінні мозку та розвитку хвороби Альцгеймера.
Дослідження виявило залежне від віку накопичення Glu-5’tsRNA-CTC, малої РНК (тРНК), що походить від транспортної РНК, похідної від кодованої в ядрі тРНКGlu в мітохондріях глутамінергічних нейронів. Це аномальне накопичення порушує трансляцію мітохондріальних білків і структуру крист, зрештою прискорюючи патологічні процеси старіння мозку та хвороби Альцгеймера.
Старіння мозку – це неминучий природний процес, який призводить до зниження когнітивних функцій. Альцгеймера, нейродегенеративна хвороба, є найпоширенішою причиною деменції у людей похилого віку, де когнітивні порушення є характерною ознакою хвороби Альцгеймера. Мітохондрії, відомі як «електростанції» клітин, забезпечують клітини енергією. Дослідження показали, що мітохондріальна дисфункція тісно пов’язана зі старінням мозку та хворобою Альцгеймера.
Мітохондріальна дисфункція та її наслідки
Мітохондріальна Glu-5’tsRNA-CTC порушує зв’язування mt-tRNALeu і лейцил-тРНК-синтетази 2 (LARS2), порушуючи аміноацилювання mt-tRNALeu і трансляцію білка, кодованого мітохондріями. Дефекти мітохондріальної трансляції порушують архітектуру крист, що призводить до порушення утворення глутаміну, залежного від глутамінази (GLS), і зниження синаптичного рівня глутамату. Крім того, зниження Glu-5’tsRNA-CTC може захистити старіючий мозок від вікових дефектів мітохондріальних крист, метаболізму глутаміну, синаптичної структури та пам’яті.
Лю та його команда пролили світло на вирішальну роль фрагментів глутаматної тРНК у старінні мозку та хворобі Альцгеймера, пропонуючи нові ідеї щодо уповільнення когнітивного зниження. Дослідники розробили антисмислові олігонуклеотиди, націлені на ці фрагменти тРНК, і ввели їх у мозок літніх мишей. Це втручання значно полегшило дефіцит навчання та пам’яті у літніх мишей. Окрім з’ясування фізіологічної ролі нормальної ультраструктури крист мітохондрій у підтримці рівня глутамату, це дослідження також визначило патологічну роль переносних РНК у старінні мозку та віковому погіршенні пам’яті.