Отдельные малые РНК отвечают за контроль экспрессии гонадолиберина или GnRH (гонадотропин-высвобождающего гормона), нейрогормона, который контролирует половое созревание, появление полового созревания и фертильность у взрослых. Это только что было продемонстрировано "Развитие и пластичность нейроэндокринного мозга" команда под руководством Винсента Прево, директора по исследованиям Inserm (Исследовательский центр Жан-Пьера Обера, Лилль). Участие микроРНК, транскрибируемых с ДНК, происходит во время рождения и знаменует собой ключевой шаг в постнатальном развитии. Неспособность этих микроРНК действовать приводит к нарушению или даже полному прекращению производства ГнРГ нейронами гипоталамуса, которые его синтезируют, и, следовательно, к бесплодию. В самых серьезных случаях может произойти бесплодие. Подробности этой работы на мышах опубликованы в выпуске журнала Nature Neuroscience от 2 мая 2016 г.
Репродуктивная функция определяется событиями, происходящими в головном мозге. Гаметогенез (производство сперматозоидов и ооцитов) и секреция гормонов яичниками и семенниками в значительной степени зависят от гипофиза, небольшой железы, расположенной ниже мозга, с которой она связана капиллярной сетью. Последний, в свою очередь, контролируется железистым "дирижер оркестра" расположен в основании головного мозга, гипоталамус. Во время постнатального развития активация небольшого количества узкоспециализированных нейронов (нейронов GnRH) в гипоталамусе приводит к синтезу гормона, гонадолиберина или GnRH (гонадотропин-высвобождающего гормона), и этот процесс приводит к появлению полового созревания.
Этот шаг, известный как "мини-пубертат" представляет собой первую активацию репродуктивной оси мозгом. Это происходит между первым и третьим месяцами жизни младенца и важно для правильного хода полового созревания. В период полового созревания гонадолиберин стимулирует синтез гипофизом других гормонов, которые, в свою очередь, попадают в кровоток, способствуя росту гонад (яичников и семенников) и впоследствии обеспечивая репродуктивную функцию.
Возникновение полового созревания остается одной из величайших научных загадок 21 века. За последние 30 лет открытие мутаций в различных частях генома у пациентов с нарушениями полового созревания позволило идентифицировать некоторые гены, участвующие в этом процессе.
Однако врачи и ученые считают, что эти гены ответственны только за треть нарушений полового созревания, встречающихся у пациентов. Открытие участия микроРНК открывает значительные перспективы для лечения этих пациентов как с диагностической, так и с терапевтической точки зрения.
МикроРНК – это небольшие некодирующие РНК, транскрибируемые из нашей ДНК. В отличие от информационных РНК (мРНК), они не транслируются в белки. Из-за этого микроРНК не входят в состав "кодирующий геном," но составляют то, что некоторые называют эпигеномом. Регуляция экспрессии генов, е.грамм. поэтому считается, что экспрессия гена GnRH с помощью микроРНК "эпигенетический" регулирование.
Исследования, проведенные на мышах командой Винсента Прево, показывают, что рождение вызывает радикальное изменение экспрессии микроРНК в нейронах гипоталамуса ГнРГ. Эта модификация профиля экспрессии микроРНК необходима для подавления экспрессии факторов транскрипции (белков, которые активируют или ингибируют экспрессию генов), которые оказывают репрессивное действие на экспрессию GnRH. Это ингибирование тормозящих факторов позволяет увеличить выработку гонадолиберина, что необходимо для полового созревания младенцев и подростков и наступления полового созревания. Действительно, в отсутствие микроРНК экспрессия факторов транскрипции, которые ингибируют экспрессию GnRH, увеличивается и приводит к прекращению синтеза GnRH в головном мозге, что приводит к остановке полового созревания, отсутствию полового созревания и полной стерильности у взрослых людей. Анализ гена GnRH у людей показывает, что аналогичные явления могут происходить и у нашего собственного вида. Таким образом, механизм, выясненный этой командой, может объяснить отсутствие полового созревания и возникновение бесплодия у некоторых пациентов, у которых не было выявлено мутации или полиморфизма (вариации в последовательности ДНК) в кодирующем геноме.
Что касается диагностики, исследование, проведенное командой Винсента Прево в Лилле, демонстрирует интерес к анализу сегментов ДНК, из которых транскрибируются микроРНК, а также сегментов генома, которые кодируют свои сайты связывания с целевыми генами. "Опубликованная сегодня работа показывает важность изучения последовательностей генома, которые будут транскрибироваться в молекулы мРНК, с которыми связываются микроРНК, чтобы регулировать их трансляцию в белок," добавить исследователей.
С терапевтической точки зрения взаимодействие микроРНК с генами, которые они регулируют, можно предотвратить или имитировать путем введения небольших аналогичных молекул, для чего исследование, проведенное командой Винсента Прево, является доказательством концепции.