Extra ‘letter’ RNA-alfabet regelt genactiviteit

Meer letters in het RNA-alfabet

RNA bestaat uit meer dan de vier klassieke bouwstenen A, C, G en U

Boodschapper-RNA, hebben we op school geleerd, is opgebouwd uit vier bouwstenen, die gekenmerkt worden door een zogeheten nucleobase: adenine, cytosine, guanine en uracil; de vier ‘letters’ van RNA, maar al eerder is gebleken dat er naast thymine (dat alleen in DNA voorkomt er nog andere kernbasen in de celmachinerie actief zijn. Onderzoekers van de universiteit van Tel Aviv en van Chicago hebben nu ontdekt dat een zo’n extra ‘letter’, N1-methyladenosine (m1A), in het RNA-alfabet de activiteit van genen stuurt. Het systeem wordt er niet simpeler op.

Boodschapper-RNA is een ‘afdruk’ van een stuk DNA en dient als mal voor een eiwit. Dat was ooit het, naar nu blijkt, simplistische beeld van de kern van de celhuishouding. Dat beeld ligt al een tijdje aan diggelen. Er blijken veel meer RNA-moleculen in de cel rond te zwerven, die niet per se bij de productie van eiwitten betrokken zijn. In dit geval gaat het om een bouwsteen van RNA die betrokken zou zijn bij de (de)activering van genen en dan hebben we het over de epigenetica. Hoe een cel functioneert hangt af van zijn epigentische toestand: welke genen zijn in welke mate actief? “Tot voor kort werd gedacht dat de epigenetica werd gestuurd door eiwitten en DNA”, zegt oncoloog Gidi Rechavi van de Israëlische universiteit. “Nu krijgt RNA een centrale rol in de epigenetica.” Dat opent een hele nieuwe wereld van onderzoek, denkt medeonderzoeker Chuan He van de universiteit van Chicago. “Deze veranderingen hebben invloed op bijna elk biologisch proces.”
Het aantal gemodificeerde nucleotides (‘letters’) is in RNA tien keer zo groot als in DNA. Hoe is dat evolutionair te verklaren? RNA-moleculen hebben een groot aantal functies naast de productie van eiwitten. Ze katalyseren reacties en sturen activiteiten in de cel. DNA heeft er maar een. Rechavi: “Die 140 of meer modificaties in RNA vergroten de ‘woordenschat’ van dat molecuul aanzienlijk en maken verschillende typen RNA mogelijk zoals tRNA, siRNA, microRNA, rRNA en lang niet-coderend RNA,  lncRNA naast uiteraard boodschapperRNA.”

De groep van Rechavi begon vier geleden met het onderzoeken van een alternatieve base: Prof. Rechavi’s group, led by Dan Dominissini and Sharon Moshkovitz, began emethyleerde base: N<sup6-methyleadenosine (m6A). Het bleek dat deze ‘letter’ in bepaalde delen van het boodschapper-RNA voorkomt en dat die modificatie kan worden ‘gelezen’ door bepaalde eiwitten. Het bleek ook dat die modificatie reageert op stimuli uit de omgeving. Dat onderzoek sloot aan bij dat van He in Chicago die destijds aandacht had voor het enzym FTO dat m6A-nucleotides uit boodschapper-RNA verwijdert.
In de jongste studie ontrafelden de onderzoekers de dynamische verandering van boodschapper-RNA, dat wil zeggen de methylering op positie 1 van adenosine (m1A). Deze verandering gebeurde in de buurt van het begin waar het RNA-molecuul wordt afgelezen in het het ribosoom voor het aanmaken van een eiwit. Die verandering zou effect hebben op de geproduceerde hoeveelheid eiwit. Duizenden genen hebben zo’n base, waardoor cellen in staat zijn de hoeveelheid te produceren eiwitten te regelen. Rechavi: “We verwachten dat verstoring van dit systeem verband houdt met ziektes als kanker of hersenaandoeningen.”
Op het ogenblik kijken de onderzoekers naar het ‘beschrijven’ en ‘wissen’ van m1A en naar de manier waarop dit regelmechanisme functioneert. Ze zijn van plan om de rol van de methylering van adenosine te onderzoeken in de embryonale ontwikkeling en de rol daarvan bij het ontwikkelen van kanker en van hersenziektes als Alzheimer en Parkinson.

Bron: Science Daily

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.