Các phiên bản khác nhau của phân tử RNA có thể đóng một vai trò chưa được hiểu rõ trong bệnh Alzheimer. (Nguồn hình ảnh: Christoph Burgstedt/Thư viện ảnh khoa học

Live Science cho biết, nghiên cứu mới tập trung vào RNA, một người anh em họ của DNA. Theo đó, các phiên bản khác nhau của RNA được mã hóa bởi các gen đơn lẻ có thể đóng một vai trò trong bệnh Alzeimer. Các nhà khoa học hy vọng những phân tử di truyền này có thể chỉ ra các phương pháp điều trị mới và cách phát hiện căn bệnh này trước khi các triệu chứng của nó xuất hiện.

Trong số các chức năng khác, RNA sao chép các hướng dẫn từ DNA và chuyển chúng đến các bộ phận tạo protein của tế bào. Tuy nhiên, thông qua một quá trình được gọi là "sự ghép nối thay thế ", một gen có thể tạo ra nhiều phiên bản RNA, được gọi là isoforms, do đó có thể đóng những vai trò rất khác nhau - hoặc thậm chí trái ngược - trong chức năng tế bào.

Điều này có thể thực hiện được vì gen được tạo thành từ các khối xây dựng gọi là exon và intron. Các exon chứa các chỉ dẫn quan trọng để tạo ra protein và để tạo ra RNA, bộ máy tế bào thường "tách" các intron ra, chỉ để lại các exon. Nhưng sự ghép nối thay thế sẽ mở ra cánh cửa cho những khả năng mới - tế bào có thể cắt bỏ một số exon cùng với các intron, hoặc có thể để lại một vài intron trong phân tử RNA cuối cùng. “Người chủ mưu” đằng sau quá trình cắt này được gọi là spliceosome và việc ghép nối của nó được điều khiển bởi các phân tử khác nhau trong tế bào.

Do đó, nhờ có spliceosome, một gen có thể tạo ra nhiều RNA, mặc dù "hầu hết các gen chỉ biểu hiện một dạng đồng phân duy nhất", tác giả nghiên cứu cao cấp Mark Ebbert , nhà nghiên cứu chính và trợ lý giáo sư tại Đại học Y khoa Đại học Kentucky cho biết. "Có một tỷ lệ lớn có bội số, nhưng cũng có một số có số hoang dã," đôi khi ở mức hàng chục hoặc hàng trăm.

Trong nghiên cứu mới về mô não người, Ebbert và các đồng nghiệp đã phát hiện ra 700 dạng đồng phân RNA chưa từng được mô tả trước đây. Và họ phát hiện ra rằng mức độ của gần 100 dạng đồng phân này khác nhau trong não của những người mắc và không mắc bệnh Alzheimer.

Đáng chú ý, các gen đằng sau các dạng đồng phân này hoạt động như nhau ở cả hai nhóm người. Điều này cho thấy, nếu các nhà khoa học chỉ nhìn vào hoạt động tổng thể của một gen mà không nhìn vào các RNA khác nhau mà nó tạo ra thì họ đã bỏ lỡ sắc thái này.

Ebbert nói với Live Science: “Một phần của những gì chúng tôi đang cố gắng làm nổi bật là hãy nhìn vào tất cả những điều không hiểu”.

Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã phân tích mô não của 12 người hiến tạng đã qua đời, ở độ tuổi từ 75 đến 90 khi họ qua đời. 6 trong số những người hiến tặng mắc bệnh Alzheimer trong khi 6 người không bị suy giảm nhận thức. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật gọi là "trình tự đọc dài" để chụp nhanh RNA có trong mô não.

Đồng tác giả đầu tiên Bernardo Heberle, một ứng cử viên tiến sĩ trong phòng thí nghiệm của Ebbert cho biết, các dạng đồng phân được sinh ra từ cùng một gen có xu hướng “rất giống nhau”. Vì vậy, nếu bạn chỉ phân tích một đoạn ngắn của mỗi RNA, “bạn thực sự không thể biết đoạn đó đến từ isoform A, B hay C”, Heberle nói với Live Science.

Heberle nói, trình tự đọc dài, như tên gọi của nó gợi ý, xem xét các chuỗi RNA dài, cho phép các nhà nghiên cứu nắm bắt được sự khác biệt về các dạng đồng phân có thể bị bỏ sót trong các lần đọc ngắn hơn.

Trong số 700 đồng phân mới được tìm thấy, 430 đồng phân có thể được kết nối trở lại với các gen đã biết và trong số đó, 53 đồng phân đến từ các gen gắn liền với tình trạng sức khỏe trong các nghiên cứu trước đây. Đáng chú ý, 2 gen liên quan đến protein amyloid và tau bất thường được thấy trong bệnh Alzheimer – APP và MAPT – lần lượt tạo ra 5 và 4 dạng đồng phân.

Một số dạng đồng phân nổi bật khi nhóm nghiên cứu so sánh bộ não của bệnh nhân Alzheimer với những người không mắc bệnh. Ví dụ, một gen có tên TNFSF12 tạo ra 2 dạng đồng phân riêng biệt, loại đầu tiên được tăng cường trong não của những người mắc bệnh Alzheimer và loại thứ hai cao hơn ở những bộ não khỏe mạnh. Trước đây, gen TNFSF12 được cho là có liên quan đến tình trạng viêm não gặp ở bệnh Alzheimer - nhưng vì gen này tạo ra nhiều dạng đồng phân nên có thể cần nhiều nghiên cứu hơn để phát hiện xem loại nào thực sự đứng sau tình trạng viêm này.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh, vì nghiên cứu gần đây chỉ bao gồm 12 bộ não nên còn quá sớm để biết liệu những kết quả này có áp dụng cho những người mắc và không mắc bệnh Alzheimer hay không.

Để mở rộng tập dữ liệu và xem kết quả nào sẽ được áp dụng, đồng tác giả đầu tiên Ja Brandon - trợ lý giáo sư nghiên cứu tại Đại học Y khoa Kentucky - hiện đang dẫn đầu nỗ lực thực hiện nghiên cứu tương tự với hơn 300 bộ não. Về lâu dài, các nhà nghiên cứu hy vọng một số dạng đồng phân RNA nhất định có thể là mục tiêu chính cho các loại thuốc điều trị bệnh Alzheimer trong tương lai./.