RNA ריבוזומלי (rRNA) הוא סוג של מולקולה ואבן בניין מרכזית של הריבוזום, מכונות לייצור חלבון של התא. rRNA מהווה חלק גדול מה- RNA בתא, וזה חיוני לכל החיים.
זה בעצם אחת המולקולות החשובות ביותר שיש לנו. אבל במשך כמעט שבעה עשורים, חשבנו ש- rRNA היה רלוונטי רק לריבוזום. "
Isidore Rigoutsos, PhD, חוקר, אוניברסיטת תומאס ג'פרסון
כעת, מחקר חדש ממעבדת ד"ר ריגוטוסוס מראה כי רצפי ה- rRNA של כמה אורגניזמים מכילים דפוסים מיוחדים הייחודיים לכל אורגניזם ומשותפים בעיקר לגנים של מערכת העצבים. אצל בני אדם, דפוסים אלה נמצאים בגנים עם קשרים ידועים למצבים מוחיים, כולל אוטיזם, הפרעת קשב וריכוז (ADHD), הפרעה דו קוטבית וסכיזופרניה.
רצפים גנטיים, בין אם DNA או RNA, מורכבים מאבני בניין הנקראות נוקלאוטידים. חלק מה- RNA ישמשו כתבניות לבניית חלבונים, ואילו אחרים לא יעשו זאת. מכיוון שהרכב הרצפים הגנטיים הללו קובע כיצד תא מתפקד, החוקרים חיפשו זה מכבר דפוסים כדי לחשוף רמזים. ד"ר Rigoutsos משווה בין זיהוי דפוסים אלה לקביעת דבריה של שפה לא ידועה.
"אם אתה מחשיב שכל רצף rRNA הוא 'משפט', נוקלאוטידים הם המכתבים הכוללים את המשפט הזה", אומר ד"ר ריגוטוסוס. "אם אתה יכול למצוא 'מוטיב', כלומר, שילוב של נוקלאוטידים שחוזרים לעיתים קרובות, סביר להניח שמצאת מילה, אבל אתה עדיין לא יודע את משמעות המילה ואת מטרתה במשפט."
ד"ר ריגוטסוס וצוותו ניתחו את הרצף של גנום אנושי מלא שפורסם לאחרונה וגילו 'מוטיבים' ברצפי rRNA שחזרו לרוב בגנים של מערכת העצבים. הגנים שהכילו מוטיבים אלה כללו גנים בסיכון משמעותית יותר לאוטיזם, הפרעות קשב וריכוז, סכיזופרניה והפרעה דו קוטבית ממה שניתן היה לצפות במקרה. יתרה מזאת, מספר עותקים של מוטיבים אלה על פני הגנום האנושי חופפים לגרסאות סיכון להפרעות מוחיות שזוהו בעבר באמצעות מחקרי אסוציאציה רחבי הגנום.
"היינו נרגשים לחשוף את הקשר ההגיוני הזה. אבל תהינו אם מה שאנחנו מתבוננים היה מוגבל לגנום האנושי", אומר ד"ר ריגוטוסוס. אז החוקרים ביצעו את אותם ניתוחים בגנום של עכברים, זבובי פרי ותולעים. הצוות מצא מוטיבים מקבילים ב- RRNAs של אורגניזמים אלה. בעוד שרצפי המוטיב בפועל נבדלו בין האורגניזמים, המוטיבים חזרו לרוב לרוב בכל אחד מגני מערכת העצבים של האורגניזם, ממש כמו בבני אדם.
ד"ר ריגוטוסוס אמר כי "rRNAs מעוצבים בקפידה, רצפים מיטביים, ופתאום אנו מוצאים חלקים מהם במקומות שלא ציפינו להם. "ראוי לציין לראות את אותה ההתקנה חוזרת בגנומים שונים על פני מאות מיליוני שנות אבולוציה."
עדיין לא ידוע כיצד רצפי rRNA אלה יכולים להשפיע על הפרעות אלה. עם זאת, ד"ר Rigoutsos אומר שהתוצאות מצביעות על החשיבות של יציקת רשת רחבה יותר. "באוטיזם, למשל, רוב העבודה התמקדה בחקר התפקוד של גני סיכון המקודדים חלבונים", הוא אומר. "הניתוח שלנו מציע שמקור שיבוש נוסף עשוי להיות באופן בו גנים אלה מוסדרים על ידי אי-חלבון המקודד חומר גנטי כמו rRNA."
יתר על כן, מכיוון שהמוטיבים הם ספציפיים לאורגניזם, היבטים של ויסות זה יכולים להיות ייחודיים לבני אדם, ולכן ההבנה שלנו באמצעות מודלים של בעלי חיים עשויה להיות מוגבלת. "אנו מקווים שהממצאים שלנו יציעו נקודת תצפית חדשה שממנה ניתן ללמוד את התהליכים המולקולריים העומדים בבסיס הפרעות מוח אלה."
התוצאות יכולות גם להסביר מדוע סכיזופרניה, הפרעה דו קוטבית, הפרעות קשב וריכוז ואוטיזם הם לרוב משולבים – הם עשויים להיות קשורים על ידי הציר שנחשף על ידי מחקר זה המחבר בין אדריכלות גנומית, RRNAs, וגנים רבים לסיכון לתנאים אלה.
העבודה נתמכה על ידי אוניברסיטת תומאס ג'פרסון.
