การศึกษาเผยบทบาทสำคัญของชิ้นส่วน tRNA กลูตาเมตในการเสื่อมของสมองและโรคอัลไซเมอร์

บทความวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Cell Metabolismโดยทีมของศาสตราจารย์ Liu Qiang จากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน (USTC) เปิดเผยถึงบทบาทสำคัญของชิ้นส่วน tRNA กลูตาเมตต่อการเสื่อมของสมองและโรคอัลไซเมอร์

การศึกษานี้เผยให้เห็นการสะสมของ Glu-5'tsRNA-CTC ที่เกี่ยวข้องกับอายุ ซึ่งเป็น RNA ขนาดเล็กที่ได้จาก tsRNA ซึ่งก่อตัวจาก tRNAGlu ที่เข้ารหัสด้วยนิวเคลียส ในไมโตคอนเดรียของเซลล์ประสาทกลูตามิเนอร์จิก การสะสมที่ผิดปกตินี้จะไปขัดขวางการแปลโปรตีนในไมโตคอนเดรียและโครงสร้างคริสตี ส่งผลให้กระบวนการทางพยาธิวิทยาของการเสื่อมสภาพของสมองและโรคอัลไซเมอร์รุนแรงขึ้นในที่สุด

การเสื่อมของสมองเป็นกระบวนการทางธรรมชาติที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ซึ่งส่งผลให้ความสามารถในการรับรู้ลดลง โรคอัลไซเมอร์ซึ่งเป็นโรคทางระบบประสาทเสื่อมเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของภาวะสมองเสื่อมในผู้สูงอายุ โดยความบกพร่องในการรับรู้เป็นลักษณะเด่น ไมโตคอนเดรียให้พลังงานแก่เซลล์ การวิจัยแสดงให้เห็นว่าความผิดปกติของไมโตคอนเดรียมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการเสื่อมของสมองและโรคอัลไซเมอร์

Glu-5'tsRNA-CTC ในไมโตคอนเดรียจะไปขัดขวางการจับกันของ mt-tRNALeu กับ leucyl-tRNA synthetase 2 (LARS2) ทำให้การอะมิโนอะซิเลชันของ mt-tRNALeu และการแปลของโปรตีนที่เข้ารหัสในไมโตคอนเดรียเสียหาย ข้อบกพร่องในการแปลของไมโตคอนเดรียจะไปขัดขวางโครงสร้างของคริสตี ส่งผลให้การสร้างกลูตามีนที่ขึ้นอยู่กับกลูตามิเนส (GLS) เสียหาย และระดับกลูตาเมตในซินแนปส์ลดลง นอกจากนี้ ระดับ Glu-5'tsRNA-CTC ที่ลดลงอาจปกป้องสมองที่แก่ชราจากข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับอายุในคริสตีในไมโตคอนเดรีย การเผาผลาญกลูตามีน โครงสร้างซินแนปส์ และความจำ

แผนผังแสดงกลไกการควบคุมชิ้นส่วน tRNA ในภาวะสมองเสื่อมและโรคอัลไซเมอร์ LIU Qiang และคณะ

Liu และทีมของเขาได้นำเสนอแนวคิดเกี่ยวกับบทบาทสำคัญของชิ้นส่วน tRNA กลูตาเมตในภาวะสมองเสื่อมและโรคอัลไซเมอร์ โดยเสนอแนวทางใหม่ในการชะลอการเสื่อมถอยของความสามารถในการรับรู้ นักวิจัยได้พัฒนาโอลิโกนิวคลีโอไทด์แอนติเซนส์ที่กำหนดเป้าหมายที่ชิ้นส่วน tRNA เหล่านี้และฉีดเข้าไปในสมองของหนูแก่ การแทรกแซงนี้ช่วยปรับปรุงปัญหาด้านการเรียนรู้และความจำของหนูแก่ได้อย่างมีนัยสำคัญ

นอกเหนือจากการอธิบายถึงบทบาททางสรีรวิทยาของโครงสร้างระดับปกติของคริสตีไมโตคอนเดรียในการรักษาระดับกลูตาเมตแล้ว การศึกษานี้ยังระบุถึงบทบาททางพยาธิวิทยาของ tRNA ในการเสื่อมถอยของสมองและความจำเสื่อมที่เกี่ยวข้องกับอายุอีกด้วย