Mit der Alzheimer-Krankheit assoziierte tRNA-Fragmente

Zusammenfassung: Eine neue Studie hat einen entscheidenden Faktor für die Alterung des Gehirns und die Alzheimer-Krankheit identifiziert: die Akkumulation von Glu-5’tsRNA-CTC in neuronalen Mitochondrien. Dieses kleine RNA-Fragment stört die mitochondriale Proteinsynthese und die Cristae-Struktur und beschleunigt so den kognitiven Verfall und die Alzheimer-Krankheit.

Durch die gezielte Behandlung von mRNA-Fragmenten mit Antisense-Oligonukleotiden in alten Mäusen gelang es den Forschern, Gedächtnisdefizite erfolgreich umzukehren, was auf eine mögliche neue Therapiestrategie schließen lässt. Diese Studie unterstreicht die wichtige Rolle der mitochondrialen Dysfunktion bei neurodegenerativen Erkrankungen und öffnet die Tür für therapeutische Interventionen.

Wichtige Fakten:

1. Die Anreicherung von Glu-5’tsRNA-CTC in Mitochondrien beeinträchtigt wichtige Komponenten der zellulären Energieproduktion, was zu einer beschleunigten Gehirnalterung und der Alzheimer-Krankheit führt.
2. Es hat sich gezeigt, dass eine gezielte Intervention mit Antisense-Oligonukleotiden bei Mäusen altersbedingte Lern- und Gedächtnisstörungen abschwächt.
3. Die Studie unterstreicht die Bedeutung der Aufrechterhaltung der Mitochondrienfunktion zur Verhinderung eines kognitiven Verfalls und liefert neue Einblicke in die Mechanismen der Alzheimer-Krankheit.

Quelle: Universität für Wissenschaft und Technologie Chinas

Eine wichtige Forschungsarbeit, die in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Zellstoffwechsel Das Team von Professor Liu Qiang an der University of Science and Technology of China (USTC) enthüllt die entscheidende Rolle von Glutamat-RNA-Fragmenten bei der Gehirnalterung und der Alzheimer-Krankheit.

Die Studie ergab eine altersabhängige Akkumulation von Glu-5’tsRNA-CTC, einer kleinen Transfer-RNA (tsRNA), die von kernkodiertem tRNAGlu in den Mitochondrien glutamaterger Neuronen abgeleitet ist.

Diese abnormale Ansammlung beeinträchtigt die mitochondriale Proteintranslation und die Cristae-Struktur und beschleunigt letztendlich die pathologischen Prozesse der Gehirnalterung und der Alzheimer-Krankheit.

Die Alterung des Gehirns ist ein unvermeidlicher natürlicher Prozess, der zu einer Verschlechterung der kognitiven Funktion führt. Die Alzheimer-Krankheit, eine neurodegenerative Erkrankung, ist die häufigste Ursache für Demenz bei älteren Erwachsenen, wobei kognitive Beeinträchtigungen ein Kennzeichen der Alzheimer-Krankheit sind.

Mitochondrien, die sogenannten „Kraftwerke“ der Zellen, versorgen die Zellen mit Energie. Untersuchungen haben gezeigt, dass eine mitochondriale Dysfunktion eng mit der Alterung des Gehirns und der Alzheimer-Krankheit zusammenhängt.

Mitochondriales Glu-5’tsRNA-CTC stört die Assoziation zwischen mt-tRNALeu und Leucyl-tRNA-Synthetase 2 (LARS2) und beeinträchtigt die mt-tRNALeu-Aminoacylierung und Translation des mitochondrial kodierten Proteins.

Defekte in der mitochondrialen Translation stören die Cristae-Struktur, was zu einer beeinträchtigten Glutaminase (GLS)-abhängigen Glutaminogenese und verringerten synaptischen Glutamatspiegeln führt.

Darüber hinaus könnte die Reduzierung von Glu-5’tsRNA-CTC das alternde Gehirn vor altersbedingten Defekten in den Mitochondrienkristallen, im Glutaminstoffwechsel, in der synaptischen Struktur und im Gedächtnis schützen.

Liu und sein Team heben die entscheidende Rolle von Glutamat-RNA-Fragmenten bei der Gehirnalterung und der Alzheimer-Krankheit hervor und liefern neue Erkenntnisse zur Verzögerung des kognitiven Verfalls.

Die Forscher entwickelten Antisense-Oligonukleotide, die auf diese mRNA-Fragmente abzielen, und injizierten sie in die Gehirne älterer Mäuse. Diese Intervention linderte Lern- und Gedächtnisdefizite bei älteren Mäusen erheblich.

Neben der Aufklärung der physiologischen Rolle der normalen Infrastruktur der mitochondrialen Cristae bei der Aufrechterhaltung des Glutamatspiegels identifizierte diese Studie auch die pathologische Rolle der Transfer-RNA bei der Gehirnalterung und dem altersbedingten Gedächtnisverlust.

Über Neuigkeiten aus der Alzheimer-Forschung

Autor: Jin Fan
Quelle: Universität für Wissenschaft und Technologie Chinas
Kommunikation: Jin Fan – Universität für Wissenschaft und Technologie Chinas
Bild: Bildquelle: Neuroscience News

Ursprüngliche Suche: Offener Zugang.
„Seneszenzinduziertes, von tRNAGlu abgeleitetes Fragment beeinträchtigt die Glutamat-Biosynthese, indem es auf die Cristae-abhängige Regulierung der mitochondrialen Translation abzielt.„Von Dingfeng Li et al. Zellstoffwechsel

eine Zusammenfassung

Seneszenzinduziertes, von tRNAGlu abgeleitetes Fragment beeinträchtigt die Glutamat-Biosynthese, indem es auf die Cristae-abhängige Regulierung der mitochondrialen Translation abzielt.

Höhepunkte

• Alterung induziert die zytoplasmatische Angiogenese zur Produktion von Glu-5′tsRNA-CTC
• Glu-5′tsRNA-CTC stört die mitochondriale Translation und Cristae-Regulation
• Die Cristae-Infrastruktur ist erforderlich, um die Glutamathomöostase im Gehirn aufrechtzuerhalten
• ASO, das auf Glu-5′tsRNA-CTC abzielt, rettet den Gedächtnisverlust bei älteren Mäusen

Zusammenfassung

Mitochondriale Cristae, die Falten der inneren Mitochondrienmembran, unterliegen mit zunehmendem Alter abnormalen Veränderungen in ihrer Struktur. Die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen und ihr Beitrag zur Gehirnalterung sind jedoch weitgehend unklar.

Hier beobachten wir eine altersabhängige Akkumulation von Glu-5′tsRNA-CTC, einer kleinen Transfer-RNA (tsRNA), die von kernkodierten tRNAs abgeleitet ist.^Hyperbel In den Mitochondrien glutaminerger Neuronen.

Mitochondriales Glu-5′tsRNA-CTC stört die mt-tRNA-Bindung^Löwe und Leucyl-tRNA-Synthetase2 (LaRs2), die mt-tRNA beeinträchtigt^Löwe Aminoacylierung und Translation von mitochondrial kodiertem Protein.

Mitochondriale Translationsdefekte stören die Cristae-Regulation, was zu einer Glutaminase (GLS)-abhängigen Glutamatbildung und einem verringerten synaptosomalen Glutamatspiegel führt.

Darüber hinaus schützt die Reduzierung von Glu-5′tsRNA-CTC alternde Gehirne vor altersbedingten Defekten in der Organisation mitochondrialer Kristalle, dem Glutamatstoffwechsel, den synaptischen Strukturen und dem Gedächtnis.

Neben der Aufklärung der physiologischen Rolle der normalen Infrastruktur mitochondrialer Cristae bei der Aufrechterhaltung des Glutamatspiegels identifiziert unsere Studie daher auch die pathologische Rolle von tsRNAs bei der Gehirnalterung und dem altersbedingten Gedächtnisverlust.