Een getekende impressie van de wisselwerking tussen RNA’s (groen) en lipiden in het membraan (geel) (afb: Pryanka Oberoi)

Uit onderzoek van de TU Dresden blijkt dat vetten (lipiden) en RNA-moleculen onderling wisselwerken. De onderzoekers ontdekten ook dat en hoe de lipiden de activiteit van RNA kunnen reguleren. Die kennis zou synthetisch biologen kunnen helpen om kunstmatige biologische systemen te ontwikkelen, maar zou ook de ontwikkeling van RNA-vaccins kunnen versterken.
RNA-moleculen hebben diverse taken in een cel. Een van de belangrijkste is om informatie die in DNA is opgeslagen om te zetten in eiwitten, maar er zijn ook RNA’s die, net als eiwitten, reacties katalyseren en RNA’s hebben ook nog andere taken zoals genregulering. Zo’n veelzijdig molecuul is erg aantrekkelijk voor synbiologen, die het leven naar hun hand willen zetten. Zo streven ze er naar om volledig synthetische cellen te bouwen die dingen doen en/of verbindingen produceren die natuurlijke cellen niet of niet goed kunnen maken.

Tomasz Czerniak en James Sáenz ontdekten dat lipiden RNA-moleculen in een simpel synthetisch systeem kunnen reguleren. “Dat opent mogelijkheden voor de biotechnologie, bijvoorbeeld voor de verbetering van boodschapper-RNA-therapieën”, zegt Sáenz. Daarnaast kan de ontdekking ook misschien meehelpen te verklaren hoe leven op aarde is ontstaan. Een van de populairste verklaringen daarvan op het ogenblik is de RNA-wereld, waarin RNA zowel drager van erfelijk materiaal is als katalysator van reacties (nu vooral gedaan door eiwitten).

Wisselwerken

De onderzoekers bekeken hoe verschillende RNA-moleculen met lipiden in membranen (zoals die in eukaryote cellen) met elkaar wisselwerken. Ze zagen dat sommige RNA’s beter aan lipiden binden dan andere. Dat hangt, niet verrassend, af van de sequentie van het RNA, de volgorde van de (vier) bouwstenen. Als ze ketens van guaninenucleotiden, een van die vier bouwstenen, toevoegden dan bonden die RNA-moleculen zich nog beter aan de lipiden. Het bleek dus mogelijk de wisselwerking te beïnvloeden.
Guanine bleek niet alleen de binding te versterken, maar maakte die ook ‘plakkeriger’ om RNA in bepaalde structuren te vouwen. Een van die structuren, G-quadruplex, komt ook in natuurlijke cellen voor en dient om de activiteit van RNA te reguleren. Sáenz: “Dat zou betekenen dat die wisselwerkingen in moderne cellen nog steeds kunnen plaatsvinden, mogelijk als overblijfsel van een al lang uitgestorven RNA-lpide-wereld.”

De onderzoekers keken vervolgens wat beter naar de wisselwerkingen. Die zouden gebruikt kunnen worden om de activiteit van RNA te reguleren dat reacties katalyseert. Het zou voor het eerst zijn dat die van RNA-sequentie afhankelijke wisselwerking tussen RNA en lipiden is aangetoond. Sáenz en medewerkers willen nu verder onderzoeken hoe ze die nuttig kunnen gebruiken. We wachten rustig af wat er uit die koker rolt.

Bron: Alpha Galileo