การศึกษาเผยให้เห็นบทบาทสำคัญของชิ้นส่วนกลูตาเมต tRNA ต่อการแก่ชราของสมองและโรคอัลไซเมอร์

บทความวิจัยที่ตีพิมพ์ใน วารสารการเผาผลาญของเซลล์ โดยทีมงานของศาสตราจารย์ Liu Qiang จากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน (USTC) เผยให้เห็นถึงบทบาทที่สำคัญของกลูตาเมต ชิ้นส่วน tRNA ในการแก่ชราของสมองและ โรคอัลไซเมอร์

การศึกษาเผยให้เห็นการสะสมที่เกี่ยวข้องกับอายุของ Glu-5'tsRNA-CTC ซึ่งเป็น RNA ที่ได้มาจากการถ่ายโอน RNA (tsRNA) ขนาดเล็กที่สร้างขึ้นจาก tRNAGlu ที่เข้ารหัสด้วยนิวเคลียร์ในไมโตคอนเดรียของเซลล์ประสาทกลูตามิเนอร์จิค การสะสมที่ผิดปกตินี้ขัดขวางการแปลโปรตีนของไมโตคอนเดรียและโครงสร้างของคริสเต ซึ่งท้ายที่สุดจะเร่งกระบวนการทางพยาธิวิทยาของการแก่ชราของสมองและโรคอัลไซเมอร์

การแก่ชราของสมองเป็นกระบวนการทางธรรมชาติที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ซึ่งนำไปสู่การทำงานของการรับรู้ที่ลดลง โรคอัลไซเมอร์ซึ่งเป็นภาวะเสื่อมของระบบประสาทเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของภาวะสมองเสื่อมในผู้สูงอายุ โดยมีความบกพร่องทางสติปัญญาเป็นลักษณะเด่น ไมโตคอนเดรียให้พลังงานแก่เซลล์ การวิจัยแสดงให้เห็นว่าความผิดปกติของไมโตคอนเดรียมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับการแก่ชราของสมองและโรคอัลไซเมอร์

Mitochondrial Glu-5'tsRNA-CTC ขัดขวางการจับของ mt-tRNALeu และ leucyl-tRNA synthetase 2 (LARS2) ซึ่งทำให้ mt-tRNALeu aminoacylation ลดลงและการแปลโปรตีนที่เข้ารหัสของไมโตคอนเดรีย ข้อบกพร่องในการแปลไมโตคอนเดรียรบกวนสถาปัตยกรรมคริสเต นำไปสู่การผลิตกลูตามีนที่ขึ้นกับกลูตามิเนส (GLS) ที่บกพร่อง และลดระดับกลูตาเมตซินแนปติก นอกจากนี้ การลดระดับ Glu-5'tsRNA-CTC อาจช่วยปกป้องสมองที่แก่ชราจากข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับอายุในไมโตคอนเดรียคริสเต เมแทบอลิซึมของกลูตามีน โครงสร้างไซแนปส์ และหน่วยความจำ

การแสดงแผนผังกลไกการควบคุมของชิ้นส่วน tRNA ในการแก่ชราของสมองและโรคอัลไซเมอร์ หลิว เฉียง และคณะ

หลิวและทีมงานของเขาได้ให้ความกระจ่างเกี่ยวกับบทบาทที่สำคัญของชิ้นส่วนกลูตาเมต tRNA ในการแก่ชราของสมองและโรคอัลไซเมอร์ โดยแนะนำแนวทางใหม่ในการชะลอความเสื่อมถอยของการรับรู้ นักวิจัยได้พัฒนาแอนติเจนโอลิโกนิวคลีโอไทด์ซึ่งมุ่งเป้าไปที่ชิ้นส่วน tRNA เหล่านี้และฉีดเข้าไปในสมองของหนูตัวเก่า การแทรกแซงนี้ช่วยบรรเทาปัญหาการเรียนรู้และความจำในหนูสูงอายุได้อย่างมาก

นอกเหนือจากการชี้แจงบทบาททางสรีรวิทยาของโครงสร้างพิเศษของไมโตคอนเดรียคริสเตปกติในการรักษาระดับกลูตาเมตแล้ว การศึกษานี้ยังระบุถึงบทบาททางพยาธิวิทยาของการถ่ายโอน RNA ในการแก่ชราของสมองและความจำเสื่อมที่เกี่ยวข้องกับอายุ