Regulacja ekspresji genów przez zarządzanie błędami komórkowymi: splicing alternatywny i rozkład nonsensowny

WarsawBadania przeprowadzone przez Uniwersytet w Chicago wykazały, że alternatywne splicing nie tylko prowadzi do powstawania różnych białek, ale również pomaga kontrolować aktywność genów poprzez naprawę błędów komórkowych za pomocą procesu znanego jako rozpada się nonsensowne (NMD). Zespół kierowany przez dr. Yanga Li szczegółowo przeanalizował obszerne zestawy danych genetycznych, aby lepiej zrozumieć ten proces.

Badanie wykazało, że:

Komórki wytwarzają trzykrotnie więcej nieproduktywnych transkryptów RNA niż wcześniej sądzono. Około 15% wszystkich transkryptów RNA jest od razu degradowanych przez mechanizm NMD. W przypadku genów o niskich poziomach ekspresji, odsetek ten wzrasta do 50%.

Komórki produkują dużo RNA, ale potem niszczą dużą część z niego. Proces ten jest korzystny, ponieważ umożliwia komórkom szybkie pozbycie się wadliwego lub niepotrzebnego RNA. Oznacza to, że nawet jeśli podczas produkcji RNA wystąpią błędy, nie zaszkodzą one, co pokazuje, że komórki mogą sobie poradzić z wysokim wskaźnikiem błędów w transkrypcji.

Zobacz również:

Dzisiaj · 04:21

Nowa platforma obrazowania soTILT3D rewolucjonizuje wizualizację komórek 3D i wspomaga badania biologiczne

Zespół Li przeprowadził badanie, aby zgłębić temat i odkrył, że genetyczne wariacje, które powodują nieproduktywne składanie RNA, często skutkują obniżeniem poziomu ekspresji genów. To pokazuje, że alternatywne składanie RNA i mechanizm NMD współpracują w regulacji ekspresji genów. Nieproduktywne transkrypty odgrywają istotną rolę w regulacji aktywności genów i ich poziomu ekspresji.

Badanie wykazało, że nieproduktywne składanie RNA jest powiązane z poważnymi chorobami. Zmiany genetyczne związane z tymi chorobami często prowadzą do zwiększonego poziomu nieproduktywnego składania RNA oraz obniżonej aktywności genów. To odkrycie może pomóc w opracowywaniu nowych terapii. Na przykład można by stworzyć leki, które zmniejszają nieproduktywne składanie RNA, aby zwiększyć aktywność genów, lub które zwiększają mechanizmy NMD, by blokować szkodliwe geny, takie jak te związane z rakiem.

Obecny lek na rdzeniowy zanik mięśni wykorzystuje tę metodę. Pomaga on przywracać produkcję białek, które organizm zazwyczaj przestaje wytwarzać. Przyszłe terapie mogą zastosować podobne podejście, aby naprawić równowagę wycinania i NMD w leczeniu różnych chorób.

Badanie to zmienia nasze rozumienie alternatywnego splicingu. Wcześniej postrzegano go głównie jako metodę tworzenia różnych wersji białek i zwiększania złożoności biologicznej. Teraz wydaje się, że jego główną funkcją może być regulacja poziomów ekspresji genu. Nowe spojrzenie może pomóc w opracowywaniu terapii, które precyzyjniej będą celować w ekspresję genów.