„ADN junk” ajută la reglarea ritmului circadian al corpului, sugerează un nou studiu

Ritmul circadian este propriul ceas al corpului, un ciclu de procese fizice și mentale care se repetă aproximativ la fiecare 24 de ore pentru a gestiona tiparele de trezire și somn. În încercarea de a înțelege ceea ce face ca acest „ceas” să bifeze, oamenii de știință s-au uitat adesea la așa-numitele „gene de ceas”, dar un nou studiu sugerează, de asemenea, că o parte din secret ar putea fi „ADN-ul nedorit”.

Noul studiu, publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences, a constatat că ritmul nostru circadian pare a fi parțial reglat de secvențe de ADN necodificatoare, componente ale ADN-ului unui organism care nu codifică secvențe de proteine, cunoscute sub numele de ADN junk.

„Am văzut cum funcția acestor gene de ceas este cu adevărat importantă în multe boli diferite”, a declarat Steve Kay, profesor de neurologie, inginerie biomedicală și biologie computațională cantitativă de la Școala de Medicină Keck, într-un comunicat, potrivit IflScience.

O genă este o mică secțiune de ADN (sau ARN) din genom care conține un cod pentru construirea proteinelor. Cu toate acestea, majoritatea covârșitoare a ADN-ului nostru nu codifică, de fapt, proteine ​​- deci ADN nedorit. În ciuda poreclei sale, oamenii de știință au ajuns să-și dea seama că ADN-ul necodificator este departe de a fi gunoi inutil. Considerat a fi junk, lucrările anterioare au arătat că unele bucăți necodificate de microARN, miARN, joacă un rol neprețuit în expresia genelor prin prevenirea ARN-ului mesager de la producerea proteinelor. De fapt, ele reglementează dacă gena este „activată” și ajută la producerea de proteine ​​sau „oprită”.

„ADN junk” ajută la reglarea ritmului circadian al corpului, sugerează un nou studiu

În acest nou studiu, cercetătorii arată cum peste 100 de grupuri de miARN au un efect profund asupra ciclurilor de somn. Echipa a folosit celule care fuseseră proiectate să strălucească pe și în afara, pe baza ciclului de ceas circadian de 24 de ore al celulei, ca un întrerupător de lumină. Aproape 1.000 de miARN-uri diferite au fost apoi introduse în fiecare dintre celulele inginerești. Pentru a vedea dacă au un efect asupra ritmului circadian, echipa a inactivat anumite miARN specifice și a observat pur și simplu dacă și-a „oprit” strălucirea.

„Spre surprinderea noastră, am descoperit aproximativ 110-120 miARN care fac acest lucru”, a spus Kay.

Odată ce miARN-urile au fost identificate, echipa a vrut să vadă dacă jocurile vor afecta comportamentul șoarecilor. După cum se așteptau, oprirea miARN a schimbat comportamentul șoarecilor atunci când alergau în jurul unei roți de jucărie într-un laborator întunecat. De asemenea, au observat modificări ale creierului, retinei și țesutului pulmonar, probabil legate de schimbări ale ritmului circadian al corpului.

Cercetarea nu este doar o dovadă interesantă a conceptului, ci ar putea, de asemenea, să deschidă calea pentru dezvoltarea biomedicinei, spun cercetătorii. Se știe că o rimă circadiană tulburată are o legătură cu o serie de boli, cum ar fi boala Alzheimer și alte forme de demență. Înțelegând mai bine procesele genetice care stau la baza ciclului, cercetătorii speră că ar putea deschide ușa către noi tratamente.

„În creier, suntem interesați să conectăm ceasul la boli precum Alzheimer, iar la plămâni suntem interesați să conectăm ceasul la boli precum astmul. Următorul pas cred că pentru noi este să modelăm stările de boală la animale și celule și să analizăm modul în care acești microARN funcționează în aceste stări de boală”, a explicat Kay.