חוקרי האוניברסיטה העברית ואוניברסיטת קנטקי מאמינים שסוג חלבונים ספציפי, שטרם נחקר בעבר, מגביר מהותית את המורכבות המולקולרית במוח ומשפר את תפקודו. "לתגלית כזו עשויות להיות השלכות על חקר מחלות נוירולוגיות כמו סכיזופרניה, אפילפסיה ואוטיזם"
המוח האנושי הוא כנראה האיבר המורכב ביותר בגוף האדם, שרוב דרכי פעילותו עדיין נסתרות ובלתי נתפסות. אף שרב הנסתר על הגלוי, עולם המדע מנסה בשנים האחרונות לפצח עוד ועוד פרטים על נבכי המכונה המרתקת הזו. כעת, צוות החוקרים בהובלת פרופ' רות שפרלינג מהמכון למדעי החיים באוניברסיטה העברית יחד עם פרופ' סטפן שטאם מביה"ס לרפואה בלקסינגטון שבקנטקי, מציע כי סוג חדש של חלבונים, המתורגם ממולקולות RNA מעגלי, הוא שמגביר מהותית את המורכבות המולקולרית במוח האנושי ואף משפר את תפקודו ביחס לאורגניזמים אחרים בעלי מספר גנים דומה. לאחרונה, הצעת המחקר זכתה במענק משותף בגובה של כמיליון דולר מהקרן הלאומית האמריקאית למדע (NSF) והקרן הדו-לאומית למדע של ארצות הברית-ישראל (BSF).
RNA הוא המתווך בהפיכת הוראות המוצפנות ב-DNA לחלבונים בתאים שלנו. במסגרת התהליך, חלקים ממנו מתנתקים וחוברים לאחרים כדי להרכיב שורה חדשה של מולקולות RNA – מה שמשנה מהותית את הרכבן. לעיתים, החלקים הללו נוצרים במעגלים ויוצרים RNA מעגלי. כעת, לראשונה בעולם, צוות החוקרים יתמקד בהיבטים ביולוגיים חדשים של מולקולות ה-RNA המעגליות, במטרה לחשוף מדוע לבני אדם יש מוח חזק ומורכב יותר מאשר לאורגניזמים אחרים בעלי מספר גנים דומה. באמצעות מעבדתה של פרופ' שפרלינג, מומחית בעלת שם עולמי לעיבוד RNA, החוקרים מנסים להבין את האופן שבו נוצר RNA מעגלי על ידי מכונות השחבור בתאים – ואף לנתח מתי זה מתרחש וכיצד הוא מווסת במוח.
יצירת RNA מעגליים, שקיימים בעיקר במוח, מקודמת על ידי אלמנטים גנומיים ספציפיים לבני אדם ופרימטים אחרים, הנקראים Alu. הגנום האנושי מורכב מכ-11% של אלמנטים Alu והרחבתם בפרימטים עומדת בקורלציה עם מורכבות המוח. במילים אחרות, ההשערה היא שהחלבונים החדשים, המתורגמים מאותם RNA מעגליים ספציפיים, מגבירים מהותית את המורכבות המולקולרית, מה שמשפר את תפקודי המוח. "האם RNA מעגליים מקודדים לחלבונים? האם חלבונים אלו מתפקדים? האם ניתן למצוא אותם במוח? זה מה שאנחנו מנתחים. מעולם לא הסתכלו על זה", משתף פרופ' שטאם.
לטענת פרופ' שפרלינג, "אם אכן נמצא כי יש לנו חלבונים חדשים, זה פותח שדה מחקרי חדש לחלוטין עם פונקציות חיוניות למוח האנושי". לתגלית כזו עשויות להיות השלכות רחבות, לדוגמה, על איתור של חומרים גנטיים המתואמים עם סכיזופרניה, אפילפסיה, אוטיזם או מחלה נוירולוגית. במסגרת הפרויקט התלת-שנתי, החל מהקיץ הקרוב יתקיים באוניברסיטה העברית בירושלים קורס קיץ בינלאומי שנתי מרוכז, במשך שבועיים, בביולוגיה של RNA בהנחיית פרופ' שטאם ופרופ' שפרלינג, הכוללים מעבדה והרצאות.