מאמר מחקר משמעותי שפורסם בכתב העת מטבוליזם של תאים על ידי הצוות של פרופ' LIU Qiang באוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של סין (USTC) חושף את התפקיד הקריטי של שברי tRNA של גלוטמט בהזדקנות המוח ומחלת אלצהיימר.
המחקר מצא הצטברות תלוית גיל של Glu-5'tsRNA-CTC, RNA קטן שמקורו בטרנספר-RNA (tsRNA), המופק מ-tRNAGlu המקודד גרעיני במיטוכונדריה של נוירונים גלוטמינרגיים. הצטברות לא תקינה זו פוגעת בתרגום החלבון המיטוכונדריאלי ובמבנה הקריסטה, ובסופו של דבר מאיצה את התהליכים הפתולוגיים של הזדקנות המוח ומחלת אלצהיימר.
הזדקנות המוח היא תהליך טבעי בלתי נמנע שמוביל לירידה בתפקוד הקוגניטיבי. אלצהיימר, מחלה נוירודגנרטיבית, היא הגורם השכיח ביותר לדמנציה בקרב קשישים, כאשר ליקוי קוגניטיבי הוא מאפיין היכר של מחלת האלצהיימר. המיטוכונדריה, המכונה "תחנות הכוח" של התאים, מספקות אנרגיה לתאים. מחקרים הראו שתפקוד לקוי של המיטוכונדריה קשור קשר הדוק להזדקנות המוח ומחלת אלצהיימר.
מיטוכונדריאלי Glu-5'tsRNA-CTC משבש את הקישור של mt-tRNALeu ו-leucyl-tRNA synthetase 2 (LARS2), פוגע באמינואצילציה של mt-tRNALeu ובתרגום חלבון מקודד מיטוכונדריאלי. פגמים בתרגום המיטוכונדריה משבשים את ארכיטקטורת ה-cristae, וכתוצאה מכך פגיעה ביצירת גלוטמין התלויה בגלוטמינאז (GLS) והפחתת רמות הגלוטמט הסינפטי. בנוסף, הפחתת Glu-5'tsRNA-CTC יכולה להגן על המוח המזדקן מפני פגמים הקשורים לגיל בקריסטות המיטוכונדריה, מטבוליזם של גלוטמין, מבנה סינפטי וזיכרון.
LIU וצוותו שופכים אור על התפקיד המכריע של שברי tRNA של גלוטמט בהזדקנות המוח ומחלת אלצהיימר, ומציעים תובנות חדשות לעיכוב ירידה קוגניטיבית. החוקרים תכננו אוליגונוקלאוטידים אנטי-סנס המכוונים למקטעי tRNA אלה והזריקו אותם למוחותיהם של עכברים מבוגרים. התערבות זו הקלה משמעותית על ליקוי למידה וזיכרון בעכברים המבוגרים. בנוסף להבהרת התפקיד הפיזיולוגי של מבנה האולטרה-מבנה הנורמלי של מיטוכונדריאלי בשמירה על רמות גלוטמט, מחקר זה הגדיר גם את התפקיד הפתולוגי של העברה RNAs בהזדקנות המוח וירידה בזיכרון הקשור לגיל.
