Genomik “Karanlık Madde” Aktivitesi Parkinson ve Psikiyatrik Hastalıkları Birbirine Bağlıyor

Dopamin nöronlar orta beyinde yer alıyor; ancak filiz benzeri aksonları nasıl hareket ettiğimiz ve nasıl hissettiğimizi etkileyen üst kortikal (kabuksal) bölgelere ulaşabiliyor. Yeni genetik bulgular, bu özelleşmiş hücrelerin Parkinson hastalığından şizofreniye kadar kendini gösteren durumlarda nasıl bu denli uzağa ulaşabilen etkilere sahip olduğunu ortaya koyuyor.

Nature Neuroscience‘da yayımlanan çalışmada, araştırmacılar, dopamin nöronları lazer yardımıyla insan beyninin bir bölgesinden kesmeyi de içeren “lazer yakalama RNA dizileme” olarak bilinen yeni bir teknik kullanarak beyin hücrelerinde aktif olan 70,000’den fazla yeni element keşfetti.

Araştırmacılar, insan genomunun %64’ünün -protein kodlamayan “karanlık madde” DNA’nın büyük çoğunluğunun- insan beynindeki dopamin nöronlarda sentezlendiğini, ayrıca, bunların Parkinson hastalığında yavaşça, şizofrenide ise fazlasıyla aktif şekilde çalışan, insan beynindeki kritik ve özelleşmiş hücreler olduklarını ileri sürüyor.

Ekip, dopamin nöronları keserek beyinden ayıran ve insan beyin hücrelerinde çok derin RNA dizilemesi yapan lazer yakalama RNA dizileme tekniğini geliştirdi. Bu yöntemle, 86 post mortem (ölümden sonra) beyinden, 40,000’den fazla dopamin nöron elde edildi. Diğer araştırmalarda protein kodlayan mesajcı RNA (messenger RNA) üzerinde yoğunlaşılırken, bu yeni çalışmada çok daha detaylı analiz gerektiren bir iş olan; hücrelerin RNA’larının tüm içeriğinin listelenmesi gerçekleştirildi.

Toplamda, 71,022 adet kopyası çıkarılmış kodlama yapmayan element (TNE) keşfedildi. Bu TNE’lerin birçoğu, aktif artırıcı olarak bilinen beyindeki milyarlarca nöronun özelleşmiş işlevlerini etkinleştiren düzenleyici anahtar olarak görev alan bölgelerden oluşuyor. Ekibin gün yüzüne çıkardığı TNE’lerin birçoğu yeni ve hiçbirinin beyindeki varlığı daha önceden belirlenmemişti. Araştırmada, bu TNE’lerin birçoğu zebra balığını da içeren klinik öncesi modellerde test edildi ve sonucunda birçoğunun beyin gelişiminde aktif rol oynadığı ortaya koyuldu.

Başlangıçta Parkinson hastalığı hakkında bilgi elde etmek amacıyla dopamin nöronlar üzerinde çalışmaya odaklanan araştırma ekibi, bu elementlerin; şizofreni, bağımlılık ve diğer nöropsikiyatrik hastalıklar ile ilişkili birçok genetik varyantta da zengin olduğunu gözlemledi.

Çalışma, dopamin nöronlardaki protein kodlamayan RNA’ların; genetik riskler, Parkinson ve psikiyatrik hastalıklar arasındaki şaşırtıcı bir bağlantıyı ortaya koyuyor. Bu bağlantıya bakılarak, risk değişkenlerinin dopamin üreten beyin hücrelerinin gen ekspresyonundaki değişmelerin ayarlarıyla oynayabileceği öne sürülüyor.

Araştırma ekibinin keşfettiği dopamin nöronların RNA içeriklerine ait ansiklopedi ise online olarak yayımlandı. Böylelikle Parkinson ve psikiyatrik hastalıklar üzerinde çalışan diğer araştırmacılar; biyobelirteçler ve tedaviler için protein kodlayan ya da kodlamayan hedefleri bu ansiklopedi üzerinden araştırabilecek.