We wrześniu tego roku w czasopiśmie amerykańskiej Narodowej Akademii Nauk „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America” (w skrócie PNAS) ukazała się praca, która tłumaczy, jak drobna modyfikacja jednego nukleotydu może wpływać na biogenezę małych cząsteczek RNA odgrywających kluczową rolę w regulacji ekspresji genów nie tylko u roślin, ale również u zwierząt i człowieka.
Publikacja stanowi podsumowanie ponad pięcioletniego okresu wytężonej pracy kilku grup badawczych. Przewodziła im para naukowców: prof. Zofia Szweykowska- Kulińska i prof. Artur Jarmołowski z Instytutu Biologii Molekularnej i Biotechnologii UAM.
MikroRNA to krótkie cząsteczki kwasu rybonukleinowego (RNA) regulujące działania genów prawie wszystkich organizmów eukariotycznych, czyli takich, których komórki posiadają jądro komórkowe. U roślin mikroRNA kontrolują m.in. rozwój korzeni i liści, czas kwitnienia, a także biorą udział w odpowiedzi na zmiany w otaczającym je środowisku. Z uwagi na ważną rolę, jaką odgrywają w kontrolowaniu ekspresji innych genów, same mikroRNA są również obiektem działań wielu mechanizmów precyzyjnie regulujących poziom ich ekspresji.
W pracy, która została opublikowana w PNAS, przedstawiony został nowy sposób kontrolowania poziomu tych ważnych cząsteczek regulatorowych. Polega on na modyfikacji jednego z elementów tworzących prekursor mikroRNA, a dokładnie nukleotydu A. To on właśnie po metylacji, czyli przyłączeniu dodatkowej grupy metylowej, zmienia strukturę przestrzenną cząsteczki prekursora, stymulując produkcję mikroRNA.
– W naszej pracy pokazujemy, że wydajność biogenezy mikroRNA zależy od dyskretnej zmiany w jednym z nukleotydów prekursora mikroRNA poprzez dołączenie grupy metylowej do wybranych nukleotydów A. Jeśli dochodzi do takiej modyfikacji, to będzie ona stymulowała powstawanie cząsteczki dojrzałego mikroRNA, a jeśli jej nie ma, to proces ten zostanie spowolniony. W pracy zaproponowaliśmy mechanizm wyjaśniający, w jaki sposób metylacja nukleotydu A wpływa na tempo przekształcania prekursora w funkcjonalną cząsteczkę mikroRNA – tłumaczy prof. Szweykowska-Kulińska.
Odkrycie to, mimo że ma charakter poznawczy, potencjalnie stanowi podstawy do dalszych badań o charakterze aplikacyjnym.
– Możemy sobie wyobrazić, że roślina odpowiada na niedobór wody podniesionym poziomem któregoś z mikroRNA. Możemy, stosując techniki inżynierii genetycznej, obniżyć poziom tego mikroRNA i sprawić, że tak zmodyfikowana roślina będzie lepiej znosić niedobór wody – tłumaczy prof. Szweykowska-Kulińska.
Cały artykuł Magdaleny Ziółek dostępny jest na stronie "Życia Uniwersyteckiego".
: