Neurolog dziecięcy z University of Michigan, Vivian Cheung, rozpoczyna międzynarodowy projekt mający na celu identyfikację pełnego zakresu bloków budulcowych RNA wewnątrz ludzkich komórek.

Wysiłek, wspierany przez nowy grant w wysokości 2,3 miliona dolarów od The Warren Alpert Foundation, ma na celu położenie podstaw pod kompleksowy projekt „human RNome”, podobny do projektu Human Genome Project ukończonego w 2003 roku.

Projekt Human Genome Project zmapował DNA w ludzkich komórkach, określając kolejność czterech zasad, które tworzą bloki budulcowe DNA (adenina, cytozyna, guanina i tymina). Rezultatem był kod genetyczny, instrukcje działania osadzone w każdej ludzkiej komórce. Naukowcy naciskają teraz na drugi projekt sekwencjonowania, aby zmapować RNA w ludzkich komórkach, a pomysł nabiera rozpędu na poziomie krajowym.

Szczególnie w ciągu ostatnich trzech lat, w obliczu globalnej pandemii wywołanej wirusem RNA, stało się niezwykle jasne, że potrzebujemy sposobu na dokładne sekwencjonowanie RNA”.

Vivian Cheung, profesor pediatrii i genetyki w Szkole Medycznej UM oraz profesor naukowy w Instytucie Nauk Przyrodniczych

„Aby to zrobić, musimy najpierw zidentyfikować rzeczywiste bloki budulcowe, które składają się na sekwencję. Ale w tej chwili nie wiemy nawet, jakie są wszystkie elementy składowe”.

Aby wytworzyć białka, które zapewniają funkcjonowanie wszystkich komórek i organizmów, DNA jest najpierw transkrybowane na RNA, a następnie RNA jest tłumaczone na odpowiedni rodzaj i ilość białek.

„Wraz z DNA, kodem genetycznym, RNA jako kod regulacyjny dostarcza komórkom instrukcji, jak radzić sobie z ogromną liczbą potrzeb w organizmie” – powiedział Cheung. „RNA jest bardzo złożony, ponieważ musi zapewnić niezbędną regulację”.

Ta rozszerzona informacja pojawia się w postaci setek modyfikacji chemicznych, które można dodać do podstawowych bloków budulcowych RNA (adenina, cytozyna, guanina, uracyl), umożliwiając precyzyjną regulację funkcji komórkowych w odpowiedzi na stale zmieniające się potrzeby organizmu.

„Te ozdoby chemiczne są funkcjonalnie częścią pisowni RNA, więc każdy z nich ma swoją unikalną funkcję i jest częścią obszernego alfabetu RNA” – powiedział Cheung. „Oznacza to, że mamy potencjał dla setek pojedynczych funkcjonalnych elementów konstrukcyjnych, które należy zidentyfikować i zdefiniować”.

Jej laboratorium w UM Life Sciences Institute współpracuje teraz ze współpracownikami z Massachusetts Institute of Technology, University of Cincinnati i Institute of Molecular Biology w Moguncji w Niemczech, aby to zrobić.

Dzięki finansowaniu z The Warren Alpert Foundation naukowcy planują najpierw ustanowić wyraźne protokoły ekstrakcji i przygotowania RNA do potencjalnego sekwencjonowania, a następnie użyć spektrometrii masowej do określenia, które składniki znajdują się w RNA z różnych komórek ludzkich.

Mają nadzieję, że wyniki pozwolą ustalić fundamentalne dane, które uzupełnią raport opracowywany przez Narodowe Akademie Nauki, Inżynierii i Medycyny w celu uruchomienia pełnego projektu Human RNome, sekwencjonowania ludzkiego RNA.

„Fundacja Warrena Alperta jest zaangażowana w poprawę zdrowia ludzkiego, wiemy, że RNA będzie istotnym elementem przyszłej medycyny” – powiedział David Hirsch, przewodniczący zarządu. „Aby tworzyć lepsze szczepionki i metody leczenia, nie tylko przeciwko wirusom RNA, ale także w celu rozwiązania całego szeregu ludzkich zaburzeń, musimy zrozumieć ludzki RNome. Ten projekt przybliży nas do tego celu”.

Oprócz Cheunga pracami będą kierować Peter Dedon z MIT, Mark Helm z Instytutu Biologii Molekularnej w Moguncji w Niemczech oraz Patrick Limbach z University of Cincinnati.

Misją Fundacji Warrena Alperta jest poprawa zdrowia publicznego poprzez dotacje i działania programowe zmierzające do osiągnięcia lub doskonalenia leczenia lub leczenia poprzez badania podstawowe, badania translacyjne i wyniki, a także poprzez edukację zdrowotną.