Antonio Giraldez van de Yale-universteit in zijn lab.

Tot niet zo lang geleden hadden we coderende RNA-moleculen en niet-coderende RNA-moleculen. Vervolgens werden er allerlei kleine RNA-moelculen otdekt, die een heel nieuwe ‘RNA-wereld’ leken te vormen. De cirkel (b)lijkt zich nu weer te sluiten, vermoeden Antonio Giraldez, werkzaam aan de Amerikaanse Yale-universiteit, en zijn collega’s. Sommige lange, ‘niet-coderende’ RNA’s (b)lijken te zorgen voor het ontstaan van de kleinere RNA-moleculen, die op hun beurt weer allerlei biologische functies hebben. De onderzoekers konden honderden lange ‘niet-coderende’ RNA-moleculen achterhalen, die verantwoordelijk zouden zijn voor de ‘geboorte’ van die kleine peptiden. Ook ‘niet-coderend’ RNA is dus ‘normaal’ RNA (namelijk coderend).
De onderzoekers gebruikten bij hun onderzoek een techniek die aangeduid wordt met ribosoomprofilering. Het ribosoom is de organel in een cel waar de eiwitten worden gemaakt aan de hand van het (coderende) boodschapper-RNA-molecuul, dat op zijn beurt weer een ‘afdruk’ is van een stukje DNA. Met ribosoomprofilering meet je hoeveel van het boodschapper-RNA wordt ‘vertaald’ in een eiwit (de rest wordt afgebroken door het enzym nuclease). Dat ‘vertaalproces’ heet translatie. De onderzoekers bleken in staat de translatie in beeld te brengen, waarbij drie opvolgende nucleotiden coderen voor een aminozuur (een eiwit is opgebouwd uit vele aminozuren). Dat was mogelijk door de hoge resolutie van de ribosoomprofilering te combineren met een bio-informatisch hulpmiddel dat op het lab van Giraldaz was ontwikkeld: ORFScore (ORF staat voor ‘open read frames’ oftewel ‘open leesramen’), de stukken ‘niet-coderend’ RNA die coderen voor die kleine eiwitten).
“Wezenlijk voor ons onderzoek was het gelijktijdige gebruik van een tweede rekenmethode: micPDP”, zegt Giraldez. “micPDP liet zien dat de stukjes RNA-moleculen die door ribosoomprofilering waren geïdentificeerd, overeenkomen met peptiden die in de loop der evolutie bewaard zijn gebleven.” De onderzoekers gebruikten massaspectrometrie om de peptiden te karakteriseren, die door de stukjes ‘niet-coderend’ RNA werden ‘gebouwd’.
Tot voor kort werd, dus, gedacht dat die niet-coderende RNA-moleculen vooral wat minder aansprekende taken hebben in een cel, die desalniettemin belangrijk zijn, maar er lijkt ‘eerherstel’ op komst. “Waarom die kleine peptiden tot nu toe gemist zijn komt volgens ons door  de aannames bij het toekennen van functies aan grote aantallen genen”, zegt mede-onderzoeker Nikolaus Nikolaus Rajewsky van het Max-Delbrück-Center in Berlijn. “Die korte stukjes, de zogeheten ‘korte leesramen’, komen zo veel voor dat je daar bij het toekennen voor moet filteren.”

In de natuur zijn die korte peptiden talrijk. Het neuropeptide insuline is daarvan een voorbeeld. Anders dan de peptiden die ontstaan via ‘niet-coderend’ RNA, worden die gesynthetiseerd uit een groter eiwit, dat vervolgens ‘op maat wordt geknipt’. De ontdekking van die honderden door ‘niet-coderend’ RNA gecodeerde peptiden opent een heel nieuw onderzoeksveld, denkt Giraldez. “Dit is pas de eerste stap. Het wordt pas echt interessant als de functies van die voorspelde peptides in vivo worden opgehelderd”, zegt Stephen Cohen van het instituut voor moleculaire biologie in Singapore, die niet aan het onderzoek heeft meegedaan. “Ik stel me zo voor dat we daar de komende jaren veel over gaan horen.”

Bron: EMBO