Terwijl ze bestudeerden hoe boodschapper-RNA bindt aan het eiwit ENO1 ontdekten onderzoeksters dat, anders dan in de meeste gevallen waarin eiwitten RNA sturen, ook het omgekeerde proces bestaat (ribosturing). Daarmee heeft die RNA-sturing gevolgen voor de celgroei, maar ook voor de differentiëring van stamcellen naar gespecialiseerde cellen zoals levercellen. Het leven (b)lijkt een steeds ingewikkelder proces (te zijn).
ENO1 is een enzym dat een rol speelt in de suikerstofwisseling in een cel. Onderzoeksters van, onder meer, het Europese laboratorium voor moleculaire biologie (EMBL) in Heidelberg (D) gebruikten embryonale stamcellen van muisjes en ontdekten hoe RNA bindt aan ENO1 en het eiwit ‘stuurt’.
ENO1 zorgt voor de suikerafbraak om ATP te vormen, de brandstof van een cel. Die RNA-sturing bepaalt mede hoe een cel groeit, maar (dus) ook hoe stamcellen veranderen in gespecialiseerde celtypes.
“Klassiek wordt een binding tussen RNA en eiwitten bestudeert omdat die eiwitten iets doen met het RNA”, zegt Ina Huppertz, tegenwoordig bij de Europese onderzoeksraad werkzaam. “Dat is niet precies wat hier gebeurt. Het is juist andersom. De held in dit verhaal is RNA niet het enzym.” Het lijkt dat een nieuw sturingsproces is ontdekt in het ingewikkelde systeem dat we leven hebben genoemd.
“Dat opent een nieuw hoofdstuk van onverwachte aspecten van de sturing van de stofwisseling en de celdifferentiëring”, zegt EMBL-groepsleider Matthias Hentze. “Er is alle reden te veronderstellen dat dit de top van een ijsberg is. De rijping van ongedifferentieerde cellen en de sturing van dat proces is een stap verwijdert van kanker begrijpen.”

Het huidige onderzoek is in feite het resultaat van tien jaar werk. Toen ontwikkelde de groep een technologie die de wisselwerking van RNA met andere moleculen in beeld kan brengen (RIC gedoopt). Later is daar een verbeterde versie van ontwikkeld (eRIC) om te zien hoe RNA bindt aan eiwitten (de ‘e’ staat voor ‘enhanced’ (verbeterd) en niet voor ‘eiwit’). ENO1 werd als ‘slachtoffer’ gekozen om er achter te komen wat er achter die binding zit, zegt Hentze.
“Het mooiste is dat we nu het transcriptoom in de cel die het enzym stuurt hebben”, zegt Huppertz. “Dit is pas een begin, een voorbeeld van het ontrafelen van een functionele relatie tussen stofwisselingsenzymen en RNA in zoogdiercellen, maar door kunnen we op voortbouwen.”
Ook Hentze geeft aan dat dit resultaat een startpunt is voor nieuw onderzoek. Hebben ook andere enzymen dergelijke effecten in andere stamcellen en niet alleen in embryonale en natuurlijk of daar iets mee te doen is op het punt van therapieontwikkeling.

Prochlorococcus

Deze als onverwacht gepresenteerde ontdekking zou ook nog eens het nut van fundamenteel onderzoek hebben bewezen (alsof dat nodig zou zijn; as). Hentze: “Nadat ik een lezing had gegeven ontmoette ik een onderzoeker die Prochlorococcus bestuurde, een cyanobacterie die in zee leeft en het beste fotosynthetische systeem heeft dat bestaat. Die had reden aan te nemen dat veel sturing plaatsvindt op RNA-niveau, maar niet wist welke eiwitten in Prochlorococcus binden aan RNA. Ons systeem om die bindingen te achterhalen heeft geleid tot samenwerking om naar de RNA-sturing te kijken in dit organisme dat 20% van het zuurstof in de wereld genereert.”

Bron: Science Daily