RNA가 편집되는 뇌의 부위는 신경 발달과 질병을 더 잘 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.

[아름이]

RNA가 편집되는 뇌의 부위는 신경 발달과 질병을 더 잘 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.
날짜:
2022년 11월 1일
원천:
마운트 시나이 병원 / 마운트 시나이 의과대학
요약:
연구자들은 RNA가 아데노신-이노신(A-to-I) 편집으로 알려진 과정에서 인간의 수명 동안 수정되는 뇌의 수천 개 위치를 분류하여 뇌 발달의 세포 및 분자 메커니즘을 이해하는 중요한 새로운 방법을 제공합니다. 그리고 그들이 건강과 질병 모두에 어떻게 영향을 미치는지.

마운트 시나이 연구원들은 RNA가 아데노신-이노신(A-to-I) 편집으로 알려진 과정에서 인간의 수명 전체에 걸쳐 변형되는 뇌의 수천 개 위치를 분류하여 RNA의 세포 및 분자 메커니즘을 이해하는 중요한 새로운 방법을 제공합니다. 두뇌 발달과 그것이 건강과 질병 모두에 어떻게 영향을 미치는지.

Cell Reports 에 발표된 연구에서 팀은 개인의 나이가 들어감에 따라 뇌의 RNA 편집 비율이 어떻게 증가하는지 설명했으며, 이는 다양한 신경 발달 및 노화 장애에 걸쳐 변경된 A-to-I 편집의 병리학을 해부하는 데 영향을 미칩니다.

"우리 연구는 인간 두뇌 발달 동안 A-to-I 편집에 의한 RNA 변형의 기여에 대해 보다 미묘하고 정확한 통찰력을 제공합니다. Mount Sinai의 의과 대학이자 Seaver Center for Autism Research and Treatment의 회원입니다. "이 분야는 이미 뇌에서 수백만 개의 A-to-I 사이트를 확인했으며, 이는 이들 중 어느 것이 생리학적으로 중요한지 결정하는 것을 특히 어렵게 만들었습니다. 우리는 이것을 초기 태아부터 잠재적인 기능적 역할을 가진 약 10,000개의 사이트로 좁혔습니다. 이러한 사이트의 아틀라스를 제공함으로써 우리는 A-to-I RNA 변형 렌즈를 통해 뇌 신경 발달을 더 깊이 이해할 수 있는 문을 열었습니다.

DNA는 인간과 다른 생물에 대한 유전적 청사진을 보유하고 있지만 RNA는 실제로 기능적 단백질을 생성하라는 명령을 수행합니다. RNA에 축적되는 변형은 단백질이 궁극적으로 기능하는 방식을 바꿀 수 있습니다. ADAR 효소 계열은 이러한 개별 A-to-I 변화를 도입합니다. 이러한 편집 중 소수는 뇌의 시냅스 전달 및 신경 신호를 조절함으로써 초기 태아 발달 동안 필수적인 생리학적 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다. 이 연구는 인간의 수명 동안 뇌의 RNA가 수천 개의 개별 편집을 축적하고 이러한 변화가 우리가 나이가 들면서 기능적 결과를 가져올 가능성이 있음을 보여줍니다.

Mount Sinai 연구는 800명 이상의 개인에 대한 뇌 RNA 시퀀스 데이터를 생성하고 편집했습니다. 이 데이터는 최초의 배아 전구 세포에서 100세 노인의 기능적으로 구별되는 뇌 조직에 이르기까지 출생 전 및 출생 후 발달의 모든 단계를 포함합니다. 이 광범위한 스윕을 통해 연구자들은 A-to-I 편집이 평생에 걸쳐 어떻게 진화하는지를 처음으로 묘사하는 모델을 개발할 수 있었습니다. 여기서 편집되지 않은 RNA는 발현되고 아마도 단백질로 번역될 수 있습니다. 성인 뇌에 더 풍부합니다.

"이는 나이가 들면 RNA 구조를 안정화하고 RNA가 microRNA와 상호 작용하는 방식을 조절하는 것을 포함하여 일반적으로 A-to-I 편집 발생 빈도와 편집 속도가 더 높다는 것을 의미합니다."라고 Breen 박사는 말합니다. 그의 연구팀은 또한 이러한 A-to-I 사이트의 하위 집합이 뇌의 단백질 코딩 영역에 새로운 아미노산 치환을 도입한다는 사실을 알게 되었으며, 이는 RNA 재코딩으로 알려져 있습니다. 이것은 RNA 재암호화가 단백질에 직접적인 기능적 및/또는 구조적 영향을 미치기 때문에 특히 중요한 발견입니다.

Mount Sinai 팀은 또한 유전적 다양성이 개인의 나이에 따른 A-to-I 편집의 일부 차이점을 어떻게 설명할 수 있는지에 대한 질문에 답하려고 했습니다. 그들은 편집 사이트가 초기 태아 발달 동안 강력하게 규제되기 때문에 편집 수준은 고유한 유전적 변이를 기반으로 수천 개의 사이트에서 상당히 다르다는 것을 알게 되었습니다. 이러한 구별은 출생 후 발달 동안에 균등화됩니다. 기초 과학의 관점에서 연구자들이 발견한 동적으로 조절되는 부위는 A-to-I 편집을 통해 초기 뇌 발달의 기본 메커니즘을 조작하기 위한 향후 작업을 위한 수많은 방법을 제공합니다.

기능 유전체학, 전산 생물학 및 신경 과학의 교차점에서 연구실을 운영하는 브린 박사의 이전 작업은 신경 발달 장애가 있는 개인의 뇌 조직에서 A-to-I 편집이 중단된다는 것을 발견했습니다.

"이 작업은 다양한 신경 발달 및 노화 장애에 걸쳐 변경된 A-to-I 편집의 병리학적 의미를 해부할 수 있는 즉각적인 방법을 제공합니다."라고 그는 말합니다. "RNA 편집의 역동적인 조절을 밝히는 것이 질병뿐만 아니라 건강을 증진시키는 역할에 대한 고유한 통찰력을 제공할 수 있다는 것이 그 어느 때보다 분명해졌습니다."

출처 : https://www.sciencedaily.com/