Neue Studie: RNA-Editing variiert stark zwischen lebenden und postmortalen menschlichen Gehirnen

BerlinForscher der Icahn School of Medicine am Mount Sinai entdeckten erhebliche Unterschiede in der RNA-Bearbeitung zwischen lebenden und verstorbenen menschlichen Gehirnen. Die im Fachjournal Nature Communications veröffentlichte Studie untersuchte den präfrontalen Kortex, der für das Denken und die Entscheidungsfindung entscheidend ist. Dabei stellten die Wissenschaftler bemerkenswerte Veränderungen bei einer Art von RNA-Modifikation fest, die als Adenosin-zu-Inosin (A-zu-I) Bearbeitung bekannt ist.

Wichtige Erkenntnisse:

• RNA-Bearbeitungsraten sind im postmortalen Gehirngewebe höher.
• Postmortale Veränderungen wie Entzündungen und Sauerstoffmangel führen vermutlich zu einer erhöhten RNA-Bearbeitung.
• Lebendes Gewebe weist Bearbeitungen an evolutionär konservierten und bedeutenden Stellen auf.

RNA-Bearbeitung durch ADAR-Enzyme findet auch nach dem Tod in Gehirnzellen statt, jedoch können der Sauerstoffmangel und andere Veränderungen in diesen Gehirnen die RNA-Bearbeitung beeinflussen. Früher wurde A-zu-I-Bearbeitung im Gehirn hauptsächlich anhand von Gewebe verstorbener Personen untersucht. Michael Breen, PhD, meint, dass dies zu falschen Schlussfolgerungen über die RNA-Bearbeitung führen könnte.

Das Forschungsteam untersuchte RNA-Bearbeitung in aktiven Gehirnen, indem es Gewebe von Menschen, die sich einer Gehirnoperation unterzogen, verwendete. Zudem verglichen sie diese mit Gewebe verstorbener Personen. Die Proben wiesen vergleichbare Merkmale hinsichtlich Alter, Geschlecht und gesundheitlicher Bedingungen auf.

Forscher untersuchten verschiedene genomische Datentypen:

• RNA-Probenahme aus Gewebeblöcken
• Einzelkern-RNA-Sequenzierung
• Komplettgenom-Sequenzierung

In postmortalen Geweben entdeckten Forscher über 72.000 verschiedene A-zu-I-Bearbeitungsstellen. Diese Gewebe wiesen auch höhere Mengen der Enzyme ADAR und ADARB1 auf. Einige Bearbeitungsstellen zeigten jedoch in lebendem Gehirngewebe, insbesondere in Synapsen, eine höhere Aktivität. Diese wichtigen Stellen sind essenziell für die Gehirnfunktion und könnten an Lern- und Gedächtnisprozessen beteiligt sein.

Miguel Rodríguez de los Santos, PhD, erklärte, dass die Untersuchung von lebendem Hirngewebe eine deutlichere Sicht auf die RNA-Bearbeitung ermöglicht. Unterschiede in Geweben nach dem Tod können unser Verständnis der Gehirnbiologie verändern. Das Living Brain Project lieferte frische Hirngewebe und wertvolle Erkenntnisse.

Dr. Alexander W. Charney betonte die Notwendigkeit, die Rolle der RNA-Bearbeitung sowohl in lebendem als auch in verstorbenem Gewebe zu untersuchen. Diese Forschung könnte zu besseren Diagnose- und Behandlungsmöglichkeiten von Gehirnerkrankungen führen, indem unser Verständnis der RNA-Veränderungen vertieft wird.

Das Forschungsteam wird weiterhin RNA-Editierungsdaten analysieren, um Behandlungsmöglichkeiten für Parkinson zu finden. Künftige Studien werden die Genaktivität und Proteine derselben Personengruppe untersuchen. Das Living Brain Project ermöglicht fortschrittliche klinische Versorgung und vertieft das Verständnis der menschlichen Gehirnbiologie.

Brian Kopell, MD, Mitautor der Studie und Leiter des Zentrums für Neuromodulation am Mount Sinai, erläuterte, dass die Tiefe Hirnstimulation neue Behandlungsmöglichkeiten eröffnet. Diese Untersuchung liefert neue Erkenntnisse über das menschliche Gehirn und dessen Funktionsweise.