Danny Incarnato (afb: univ van Groningen)

Een mens heeft zo’n 20 000 genen, maar maakt minstens tien keer meer RNA-moleculen aan die niet betrokken zijn bij de eiwitproductie, zogeheten niet-coderede RNA’s. Die kunnen elk nog verschillende vormen aannemen. Danny Incarnato, moleculair geneticus van de universiteit van Groningen en Robert Spitalefrom van de universiteit van Californië in Irvine beschrijven in Nature manieren om iets met de ongebruikte mogelijkheden van die biomoleculen te doen.
Iedereen die biologie op de middelbare school heeft gehad kent waarschijnlijk boodschapper-RNA, de intermediair tussen gen en eiwit. Er zijn echter veel meer RNA’s in een cel actief, die daar allerlei taken verrichten. Incarnato is geïnteresseerd in de structuur van die andere RNA’s. Toen hem gevraagd werd daar een stuk over te schrijven aarzelde hij geen moment. “Ik heb mijn collega Robert Spitale uitgenodigd, een van de pioniers van de ‘RNA-revolutie’.”
Er is gaandeweg steeds meer over al die RNA’s bekend geworden, maar volgens Incarnato zijn we nog niet verder dan de buitenkant gekomen. Er zijn RNA’s die fungeren als schakelaars door van vorm te veranderen, maar ook die als enzymen (katalysatoren) fungeren. De ribosomen, de eiwitfabriekjes in een cel, bestaan voor een belangrijk deel uit RNA’s. Ze kunnen als sensoren dienst doen, als mallen enzovoort.

Dat zijn natuurlijk eigenschappen die ontwikkelaars van geneesmiddelen interessant vinden, maar, stelt Incarnato, onze kennis van het structuroom (geheel van structuren) is erg beperkt. “Tot nu toe hebben we maar een paar structuren bekeken. RNA’s zijn zeer dynamisch en moleculen met de zelfde samenstelling kunnen heel verschillende vormen hebben. De manier waarop we die structuren bepalen maakt dat het vaak gemiddelden zijn van de mogelijke conformaties van hetzelfde molecuul.”
Hij heeft diverse methodes ontwikkeld om die vormveelheid bloot te leggen. Die combineert hij met het uitlezen van moleculen. In veel gevallen zijn die structuren slechts een evolutionair ‘bijproduct’, zonder functie. “Op die manier kunnen RNA’s bijna alles regelen in een cel, maar die kunnen ook belangrijk zijn voor fysiologie en pathofysiologie (de behandeling van ziektes; as).”

Ordeloos

De ontwikkelingen gaan snel, maar verlopen wat ordeloos. Er wordt wat te hooi en gras gewerkt, zowel fundamenteel als commercieel van aard. Ziektes bestrijden zoals corona is mogelijk met RNA’s, maar wat zijn de onbedoelde effecten daarvan. “We weten niet hoeveel RNA’s soortgelijke vormen hebben”, zegt de geneticus. Er zal wat hem betreft gauw een structuroom moet komen van alle RNA-vormen.
Een ander probleem is dat het vaak onmogelijk is te zeggen welke van de verschillende structuurversies van een RNA-molecuul verantwoordelijk is voor de beoogde functie en welke de boel in het honderd gooit. Incarnato: “Daarbovenop wisselwerken ze met elkaar en kunnen ingewikkelde regelcomplexen vormen. We zullen veel beter moeten weten hoe dat allemaal in de cel werkt.”

Er is dus nog een hoop werk aan de winkel. Daarbij is ook de informatica onontbeerlijk om samenstelling en structuur met elkaar te verbinden. “Je moet in ons vak net zoveel weten van programmeren als van het snel uitlezen van sequenties”, zegt de onderzoeker. “Ieder van ons is zowel thuis in de bioinformatica als het natte lab (het ouderwetse glazen lab; as).

Bron: Science Daily