Dr Keriayn Smith otrzymuje 665 786 dolarów w ciągu czterech lat na badania nad niekodującym RNA w drożdżach, komórkach ssaków i nie tylko.

Keriayn Smith, PhD, adiunkt na Wydziale Genetyki w UNC School of Medicine, jest członkiem zespołu naukowców wybranych do otrzymania wieloinstytucjonalnego grantu z National Science Foundation po wzięciu udziału w intensywnych warsztatach pod nazwą „Dark Wymiary Regulome RNA (D2R2).”

Laboratorium pomysłów odbyło się w dniach 13-17 czerwca 2022 r., podczas którego uczestnicy z różnych dyscyplin i środowisk mogli wspólnie opracować innowacyjne podejście do głównych luk w dziedzinie niekodującego RNA.

To właśnie podczas tych pięciodniowych warsztatów Smith przeprowadził burzę mózgów z różnorodnym zespołem naukowców, w tym Karmella Haynes, drinżynier biomedyczny z Emory University, Tian Hong, drbiolog obliczeniowy z University of Tennessee, Knoxville, i dr Aarona Johnsona, genetyk molekularny z University of Colorado Anschutz Medical Campus. Wspólnie dyskutowali o potrzebie „oświetlenia ciemnej materii genomu”. dr Alisha Jones, chemik z New York University i dr Anita Corbett, biolog z Emory University również włączył się, aby pomóc w opracowaniu nagrodzonej propozycji.

Smith otrzymał 665 786 dolarów przez cztery lata na dalszy rozwój projektu.

Nasze DNA jest używane jako instrukcje do tworzenia kodującego i niekodującego RNA. Podczas gdy kodujący RNA może wytwarzać białka, z których nasz organizm będzie korzystał, niekodujący RNA nie koduje białek. Niektóre z tych niekodujących regionów są transkrybowane w celu wytworzenia długich niekodujących RNA (lncRNA), które są przetwarzane podobnie do informacyjnych RNA. Poza tym naukowcy nie są pewni ich prawdziwych funkcji.

LncRNA na ogół występują w komórkach w niewielkich ilościach, a badania dopiero zaczynają ujawniać, że odgrywają one rolę w wielu procesach biologicznych, w tym we wzroście komórki, tożsamości komórki, interakcjach środowiskowych, a także w licznych chorobach ludzi i zwierząt.

Celem jest zrozumienie mechanizmów, dzięki którym lncRNA mogą „wyciszyć” lub wyłączyć duże pokosy DNA. I mogą to robić pomimo tak niskiego poziomu ekspresji w komórce. Podstawy projektu zostaną zbudowane na Xist, lncRNA odpowiedzialnym za wyciszanie jednego z chromosomów X u samic ssaków. Aby temu zaradzić, zespół przetestuje wpływ, jaki mają różne układy kodu DNA/RNA na zdolność wyciszania w systemie hodowli drożdży i komórek ssaków.

Projekt Smitha przewiduje obliczeniowo i eksperymentalnie sprawdza, w jaki sposób lncRNA kontrolują regiony chromosomalnego DNA w ludzkich komórkach. Konstruując lncRNA w celu kontrolowania ich aktywności, naukowcy będą mogli przyczynić się do fundamentalnego zrozumienia tych RNA i wykorzystać ich potencjał do generowania użytecznych biomolekuł do zastosowań rolniczych i medycznych.

„Na podstawie tej pracy spodziewamy się zidentyfikować minimalne składniki i określić poziomy niekodującego RNA, które są wymagane do specyficznej, ale stabilnej regulacji epigenetycznej” – powiedział Smith.

Odtwarzając funkcjonalne komponenty od podstaw, zespół spodziewa się zweryfikować, zakwestionować i/lub rozszerzyć podstawową mechanikę obejmującą RNA. Ostatecznie projekt pokieruje racjonalnym projektowaniem systemów syntetycznych, które można zastosować w komórkach ssaków. Wspiera to cel, jakim jest przesuwanie granic obecnego rozumienia niekodujących funkcji RNA.

„Perspektywa przestrajalnej modulacji niekodującego RNA jako narzędzia w biotechnologii i bioinżynierii jest szczególnie ekscytująca” – powiedział Smith.

Kontakt z mediami: Kendalla Danielsa, specjalista ds. komunikacji, UNC Health | Szkoła Medyczna UNC