ANI |
Zaktualizowano: 29 kwietnia 2023 19:58 IST

Berlin [Germany], 29 kwietnia (ANI): Kwasy rybonukleinowe (RNA), cząsteczki jednoniciowe, są niezbędnymi częściami komórek każdej żywej istoty. Przenosząc instrukcje syntezy białka we własnej sekwencji, mRNA, które funkcjonują jako „transkrypcje” naszych genów, przyczyniają się do translacji informacji genetycznej. Andreas Marx, profesor chemii organicznej i komórkowej na Uniwersytecie w Konstancji, zwraca uwagę, że RNA często wymaga modyfikacji chemicznej po ich wytworzeniu lub naprawie po uszkodzeniu, aby mogły realizować swój zakres działań w komórce.
Jednym ze zdarzeń chemicznych zachodzących podczas tego procesu jest trójetapowe łączenie (ligacja) dwóch nici RNA na ich przeciwległych końcach. Wyspecjalizowane enzymy zwane ligazami RNA, które są obecne we wszystkich żywych organizmach – w tym wirusach, grzybach i roślinach – powodują ten proces. Te ligazy RNA nie zostały wcześniej zidentyfikowane u kręgowców, w tym u ludzi. Jako pierwszą ludzką ligazę RNA tego typu odkryto białko C12orf29, będące częścią multidyscyplinarnego zespołu badawczego z Konstancji. Wyniki badania, które zostały opublikowane w Nature Communications, sugerują, że enzymy odgrywają w komórkach rolę ochronną przed stresem komórkowym.

„C12orf29 zauważyliśmy podczas szeroko zakrojonych badań nad ludzkim rakiem płuc i komórkami nerki, które prowadziliśmy w poszukiwaniu białek o określonej sygnaturze chemicznej i do których stosowaliśmy nowe narzędzia chemiczne. Zwróciło to naszą uwagę, ponieważ do tej pory nie było zrozumiane, jakie funkcje pełni to białko były” – powiedział Marks. W związku z tym naukowcy opracowali i wykorzystali różne protokoły do ​​oczyszczenia i przewidywania struktury niezbadanego białka oraz przeprowadzili eksperymenty, aby wyśledzić jego funkcję chemiczną. W ten sposób byli w stanie udowodnić to, co początkowo było tylko uzasadnionym podejrzeniem: C12orf29 łączy nici RNA za pomocą trójfosforanu adenozyny (ATP).
Naukowcom udało się szczegółowo wykazać, że proces ten przebiega zgodnie z charakterystycznym, trzyetapowym wzorcem reakcji znanym z innych ligaz RNA innych form życia. Aby dowiedzieć się więcej o funkcji C12orf29 na poziomie komórkowym, naukowcy poszli o krok dalej po wyjaśnieniu mechanizmu chemicznego. „Użyliśmy nożyczek do genów CRISPR/Cas do wygenerowania linii ludzkich komórek nerki, w których gen kodujący C12orf29 został usunięty. Następnie byliśmy w stanie porównać te komórki z nokautem (KO) z„ normalnymi ” komórkami nerki w różnych warunkach eksperymentalnych, „Marks wyjaśnił.
W szczególności podczas traktowania komórek menadionem, witaminą K, zaobserwowano wyraźne różnice między komórkami KO a komórkami typu dzikiego z funkcjonalną ligazą RNA: Stosunkowo niskie stężenia menadionu były wystarczające do uszkodzenia komórek KO. W przeciwieństwie do tego, komórki typu dzikiego były uszkodzone tylko przy znacznie wyższych stężeniach. Ponieważ wiadomo, że menadion powoduje stres oksydacyjny, naukowcy wywnioskowali z tego wyniku, że C12orf29 chroni przed stresem oksydacyjnym w komórkach. „Zakładamy, że wcześniej ukryty mechanizm naprawy ludzkiego RNA leży u podstaw tej biologicznej funkcji C12orf29. Teraz musimy zbadać ten mechanizm w dalszych badaniach” – powiedział Marks. (ANI)