Nghiên cứu mới do Đại học Exeter ở Anh dẫn đầu đã làm sáng tỏ sự phức tạp của biểu hiện gen trong não bằng cách mô tả mức độ đa dạng đồng dạng trong vỏ não người và chuột, bao gồm cả việc xác định các đồng dạng mới của gen liên quan đến các bệnh bao gồm bệnh Alzheimer, tự kỷ; tâm thần phân liệt. Nghiên cứu cho thấy rằng các gen biểu hiện trong não của chúng ta có thể tạo ra nhiều protein hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây.

Chúng ta có khoảng 20.000 gen được mã hóa trong chuỗi DNA của mình, nhưng mỗi gen có thể được biểu hiện ở nhiều phiên bản khác nhau hoặc đồng dạng; được tạo ra bởi một quá trình gọi là 'ghép nối thay thế'. Quá trình này có thể tạo ra nhiều đồng dạng của một gen được biểu hiện bằng cách gắn các phần khác nhau của trình tự mã hóa với nhau trong những tổ hợp khác nhau. Ghép nối thay thế làm tăng đáng kể độ phức tạp mã hóa của bộ gen và rất quan trọng vì những đồng dạng này có thể có các đặc tính chức năng khác nhau và đóng một vai trò nào đó đối với sức khỏe và bệnh tật.

Ghép nối thay thế được biết là đặc biệt quan trọng đối với hệ thần kinh trung ương, nơi nó đóng vai trò trong sự phát triển và chức năng của não. Trong nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Cell Reports, và được tài trợ bởi Hội đồng Nghiên cứu Y khoa và Quỹ Simons về Nghiên cứu Tự kỷ (SFARI), nhóm tác giả do Giáo sư Jonathan Mill dẫn đầu đã sử dụng các phương pháp giải trình tự đọc dài mới lạ để mô tả các bảng điểm hoàn chỉnh và mô tả đầy đủ các đồng dạng hiện diện trong não người và chuột. Khoảng một nửa số đồng dạng mà họ phát hiện trước đây chưa được mô tả, và phần lớn các đồng dạng mới này có tiềm năng mã hóa protein.

Tác giả chính Szi Kay Leung cho biết: "Đồng dạng có một loạt các chức năng và từ lâu chúng ta đã biết rằng ghép nối thay thế đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh chức năng gen trong não, có liên quan đến nhiều bệnh não. Lần đầu tiên, chúng tôi đã xác định được các đồng dạng khác nhau xuất hiện trong não người và chuột, đồng thời khám phá sự khác biệt xảy ra trong quá trình phát triển của não. Nghiên cứu này xác định hàng nghìn những đồng dạng mới biểu hiện của não và xác nhận tầm quan trọng của việc ghép nối thay thế trong vỏ não, làm tăng đáng kể sự đa dạng phiên mã và đại diện cho một cơ chế quan trọng làm cơ sở cho việc điều hòa gen trong não”.

Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra sự khác biệt lớn về sự đa dạng đồng dạng đối với các gen cụ thể giữa não người và chuột, cũng như sự thay đổi lớn giữa vỏ não của bào thai và người lớn cho thấy vai trò quan trọng đối với sự liên kết thay thế trong sự phát triển thần kinh.

Tác giả chính, Giáo sư Jonathan Mill đến từ Đại học Exeter, cho biết: "Chúng tôi rất vui mừng khi phát hiện ra rằng các gen liên quan đến ba bệnh não; bệnh Alzheimer; tự kỷ và tâm thần phân liệt, được đặc trưng bởi rất nhiều dạng đồng dạng mới chưa được mô tả trước đây. Hiện chúng tôi đang trong quá trình khám phá xem các đồng dạng này có thể đóng vai trò như thế nào trong việc khởi phát bệnh”.

Đ.T.V (NASATI), theo https://medicalxpress.com/news/2021-11-thousands-brain-expressed-gene-isoforms.html, 16/11/2021