Zdolność do edycji RNA, a przez to produkowania „nowych” sekwencji kodujących białka może być szeroko rozpowszechniona w komórkach organizmu ludzkiego.

Wszyscy studenci nauk przyrodniczych już na pierwszych latach uczą się podstawowego dogmatu biologii molekularnej: DNA è RNA è białko. Pewna sekwencja zasad w DNA transkrybowana jest do RNA, a w procesie translacji sekwencja ta zostaje odkodowana i powstaje funkcjonalne białko. Czyli w skrócie, określona sekwencja zasad DNA determinuje sekwencję aminokwasów tworzących białko. Jednakże naukowcy sugerują, że komórki mogą bardzo skomplikować ten poniekąd oczywisty system, poprzez wytwarzanie białek, które nie pasują do żadnych sekwencji w DNA.

Vivian Cheung z University of Pennsylvania w Filadelfii, wraz ze swoim zespołem znalazła ponad 10000 miejsc, w których zasady (adenina, cytozyna, guanina oraz uracyl) w komórkowym mRNA różnią się od spodziewanych z transkrypcji odpowiednich sekwencji z DNA. Gdy niektóre z tych „niedopasowanych” mRNA podczas translacji zostaną przetłumaczone na język białek, to białka te będą odzwierciedlać w większym stopniu „nieprawidłowe” transkrypty mRNA, niż matrycowe sekwencje DNA.

Od dawna było wiadome, że niektóre komórki po transkrypcji mogą edytować RNA, produkując w ten sposób nowe sekwencje kodujące, jednakże ostatnie badania sugerują, że zjawisko takiej edycji może występować znacznie częściej w komórkach ludzkich, niż ktokolwiek zdawał sobie z tego sprawę. Nieznane dotąd mechanizmy edycji RNA są zapewne zaangażowane w obserwowane zmiany w puli mRNA jak i puli białek. Jeżeli spostrzeżenie Vivian Cheung zostanie potwierdzone przez innych badaczy – a niektórzy naukowcy już twierdzą, że widzą fenomen tych zjawisk w swoich wynikach – diametralnie odmieni to rozumienie komórki przez biologów, i wymusi wprowadzenie zmian w badaniach genetyki chorób.

– Centralny dogmat biologii molekularnej utwierdza nas w przekonaniu, że transkrypcja DNA na RNA jest  wierna. Wyniki Vivian Cheung, poddają w wątpliwość i stawiają wyzwanie temu dogmatowi na niespotykaną dotąd skalę – mówi Chris Gunter, dyrektor do spraw badań w HudsonAlpha Instytutu Biotechnologii w Huntsville, Alabama.

Badania Cheung sugerują, że wcześniej niedoceniana edycja RNA może być źródłem różnorodności genetycznej ludzi, i wpływać na przykład na podatność niektórych osób na choroby.

Cheung nie wie jeszcze czy zaobserwowane przez nią zmiany są dziedziczne, przekazywane z rodzica na dziecko, i jak wysoka jest częstotliwość takiej edycji u różnych ludzi.  Jednakże jej zespół jest pewny co do tego że kilka białek odkodowanych z edytowanego RNA ma wpływ na zdrowie człowieka, na przykład enzymy z rodziny APOBEC, wśród których niektóre posiadają aktywność przeciwwirusową. Naukowcy prowadzący badania nad związkiem pomiędzy genetyką a chorobami, byli zawsze ograniczeni poprzez niemożność odnalezienia zależności pomiędzy zmiennością genetyczną a ryzykiem zapadnięcia na jakąś z najczęściej występujących chorób, a to nasuwało im pytanie „Gdzie ukrywa się  ‘brakująca dziedziczność’?”. Badania Vivian Cheung stanowią teraz co najmniej jedno nowe miejsce poszukiwań.

– Wyniki Cheung mogą wyjaśnić niektóre z tak zwanych „brakujących dziedziczności”, ponieważ odkryta edycja RNA nie występuje w każdym z nas, przez co może być źródłem zmienności genetycznej wcześniej nie branej pod uwagę – mówi Gunter.

Część naukowców jest ostrożna w opiniach i nie zaleca cieszyć się zbyt wcześnie. – Diabeł tkwi w szczegółach. Należy ustalić czy wyniki otrzymane przez Cheung są efektem przypadkowych i niezamierzonych błędów technicznych, bądź obliczeniowych, czy rzeczywiście opisują fenomen nowego zjawiska biologicznego – twierdzi Thomas GingeraszCold Spring Harbor Laboratoryw Nowym Jorku.

Czy jesteśmy świadkami nowego wiekopomnego odkrycia, czy dość osobliwego zbiegu okoliczności okaże się już wkrótce. Czekamy z niecierpliwością na wyniki dalszych badań zespołu Vivian Cheung  oraz innych naukowców zajmujących się tym tematem. 

Opracował Tomasz Sznerch

Źródła: http://www.nature.com/news/2011/110519/full/news.2011.304.html

Widespread RNA and DNA Sequence Differences in the Human Transcriptome, Li, et al.

Science 19 May 2011.