Sciencemag.cz
Doporučujeme
Jak buněčná mašinérie pozná, co se má vystřihnout a co se má zachovat?
Mezinárodnímu vědeckému týmu pod vedením Davida Staňka z Ústavu molekulární genetiky AV ČR se podařilo objasnit principy, na základě kterých lidské buňky identifikují a doslova vystřihují v procesu zvaném RNA sestřih nepotřebné sekvence v našich genech. Jejich objev může přispět k léčbě genetických poruch a publikoval ho prestižní mezinárodní časopis Nucleic Acids Research.
„Náš výzkum se obecně týká toho, jak se skládá buněčná mašinerie, která vystřihuje nepotřebné sekvence v RNA. Jde o velmi složitý komplex, ve kterém se potkávají a skládají desítky různých bílkovin. Nás zajímá, jak tato mašinérie rozpoznává hranice mezi tím, co se má vystřihnout a co se má zachovat,“ říká David Staněk, který o sestřihu RNA mluví jako o „molekulárních nůžkách“. Ty ovšem na rozdíl od běžných nůžek pracují s přesností na jeden nukleotid, což je jedno písmenko genetické abecedy – celkem jich je v lidské DNA na 3 miliardy. „Čím lépe budeme rozumět RNA sestřihu, tím větší šance budeme mít šanci ho opravit,“ dodává Staněk.
Potencionální využití vědeckého objevu je široké, i proto se jím zabývají vědecké týmy na celém světě. Americká laboratoř například uvedla loni na trh lék, který vycházel z RNA sestřihu a léčí dosud smrtelnou nemoc, spinální svalovou atrofii u dětských pacientů.
Jak se stříhá RNA
Základním stavebním kamenem všech živých organismů jsou bílkoviny, které vznikají tak, že se informace z DNA přepíše do molekuly RNA, která následně slouží jako předloha pro výrobu bílkovin. „Kromě těchto RNA jsou však v buňkách přítomny tisíce dalších molekul RNA, které žádné bílkoviny nekódují. Ty sice vypadají stejně jako ty, podle kterých se vyrábí bílkoviny, ale je mezi nimi zásadní rozdíl. Molekulární nůžky si jich moc nevšímají a RNA sestřih u nich probíhá velice pomalu a neefektivně. Toho jsme využili a porovnáním těchto RNA s těmi, které se stříhají dobře, jsme popsali, jak jsou molekulární nůžky naváděny na úseky RNA, které se mají vystřihnout,“ říká David Staněk.
Pořád jsme součástí evoluce
Tým z Ústavu molekulární genetiky AV ČR na výzkumu spolupracoval s Londýnským institutem lékařských věd a s německou Goethovou univerzitou ve Frankfurtu nad Mohanem. Používal přitom jak metodu hlubokého sekvenování RNA, tak i analýzu lidských RNA přístupných ve veřejných databázích.
„Dlouho se myslelo, že nekódující RNA molekuly nemají v organismu žádný význam, ale v posledních několika letech, kdy probíhá jejich intenzivní výzkum, se ukazuje, že nekódující RNA se účastní mnoha buněčných procesů včetně rozvoje rakoviny. Nekódující RNA jsou důkazem, že lidské genomy jsou plastické a neustále v nich vznikají nové sekvence. Pořád jsme součástí evoluce,“ komentuje to David Staněk.
Publikace:
Krchňáková Z, Thakur PK, Krausová M, Bieberstein N, Haberman N, Müller-McNicoll M, Staněk D: Splicing of long non-coding RNAs primarily depends on polypyrimidine tract and 5′ splice-site sequences due to weak interactions with SR proteins. Nucleic Acids Res. 2018 Nov 16. doi: 10.1093/nar/gky1147. [Epub ahead of print]
