Tehnikaülikooli neuroteadlased avastasid uue ajus olulise DNA elemendi

Tallinna tehnikaülikooli molekulaarbioloogia professori Tõnis Timmuski uurimisrühm on teinud põneva avastuse ja kirjeldanud uue DNA elemendi. Nende hiljuti avaldatud teadusartikkel ajakirjas Glia heidab valgust seni teadmata bioloogilisele mehhanismile, mis reguleerib ajus olulist geeni.

Geenid moodustavad kogu meie DNA hulgast märkimisväärselt väikse osa – ligikaudu 2% DNA-st vastutab valkude tootmise eest. Ülejäänud 98% on mittekodeeriv DNA, mis ei sisalda infot valkude tootmise kohta ja mida peeti pikka aega rämps DNA-ks.

Tänapäeva teadmine on tänu teaduse hüppelisele arengule muutunud ning mittekodeerivale DNA-le omistatakse üha enam olulisi bioloogilisi rolle. Mittekodeeriva DNA hulka kuuluvad näiteks geenivõimendid ehk enhanserid – DNA järjestused, mis kontrollivad geenide aktiveerumist vastavalt rakutüübile, arenguetapile või stiimulitele.

Aju-päritolu neurotroofne tegur ehk BDNF (brain-derived neurotrophic factor) on samanimeliselt geenilt toodetud valk, mis mängib olulist rolli arenevas ja täiskasvanud närvisüsteemis, mõjutades näiteks mälu ja õppimisvõimet. Seeläbi on muutused BDNF-i tasemetes seostatud paljude neuroloogiliste haigustega, näiteks depressiooni, skisofreenia ja Alzheimeri tõvega.

TalTechi neuroteadlased kirjeldavad värskes artiklis uue enhanserala, mis reguleerib BDNF geeni avaldumist astrotsüütides.

Astrotsüüdid, mis on närvisüsteemi üks rohkearvulisemaid rakutüüpe, vastutavad näiteks närvirakkude ehk neuronite kaitsmise ja toetamise eest. TalTechi teadlaste uurimuse näol on tegu esimese teadustööga, mis kirjeldab BDNF geeni enhanserala astrotsüütides.

Teadustöös selgus, et avastatud enhanserala reguleerib BDNF geeni avaldumist sõltuvalt noradrenaliini ja dopamiini signaalidest. Noradrenaliin ja dopamiin on signaalained, mis tagavad ajus rakkudevahelise info ülekande ja mõjutavad näiteks ärkvelolekut, sõltuvus-süsteemi ning emotsionaalset tasakaalu. Astrotsüütides avaldatud BDNF-i roll pole veel täpselt teada, kuid tõenäoliselt kasutatakse teadustöös avastatud enhanserit, et tagada piisav BDNF-i osalus ja tasakaal närvirakkude vahel ning seeläbi aju korrapärane toimimine.

Tallinna Tehnikaülikooli loodusteaduskonna teadlaste uuring aitab lahti muukida ühe ajus olulise geeni toimimist ning panustab seeläbi neuroloogiliste haiguste ravimeetodite väljatöötamisele.