Újabb szabályozó szakaszokat fedeztek fel a hulladék DNS-ben

Amerikai kutatók a kis RNS-ek egy eddig ismeretlen osztályát azonosították. Felfedezésük azt sejteti, hogy ezek a különleges RNS-molekulák a többitől eltérő, ismeretlen mechanizmuson keresztül képződnek és működnek.

A new yorki Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) Thomas Gingeras, illetve Gregory Hannon vezette tudósai nemrég bejelentették, hogy az úgynevezett kis RNS-ek egy új osztályát fedezték fel. A kutatás az ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements) nevű multinacionális vállalkozás részeként zajlik, amelyet még 2003-ban azért hozták létre, hogy feltárja a DNS-állomány fehérjét nem kódoló, korábban haszontalannak vélt hányadának titkait.

A kutatók sokáig csak a DNS-állomány fehérjéket kódoló részének szerepét vizsgálták, ami viszont a teljes örökítőanyagnak (genom) csupán 1-2 százalékát teszi ki az ember esetében. A sokáig elhanyagolt "maradékról" (amely pontosabban a genom 98,7%-át alkotja) az elmúlt néhány év során bebizonyosodott, hogy például a génszabályozásban, illetve a genom stabilitásának megőrzésében nélkülözhetetlen szerepet tölt be.

Az örökítőanyag e korábban "hulladék DNS-nek" is nevezett része például különféle kis RNS-eket, azaz a ribonukleinsavakat kódol. Ezen kis RNS-molekulák egy csoportja képes a fehérjéket kódoló génekről átíródott úgynevezett hírvivő RNS-ekhez (ezek közvetítik a genetikai információt a DNS és a sejtek fehérjéket felépítő apparátusa között) kötődni, azokat gátolni, s ezáltal megakadályozni az adott fehérje termelődését a sejtben. Ilyenek az úgynevezett mikro-, valamint a kis interferáló RNS-ek (miRNS, siRNS). Léteznek továbbá például kis magi RNS-molekulák (snRNS), amelyek az említett hírvivő RNS-ek érési folyamataiban vesznek részt.

A kis RNS-ekre mint szabályozó molekulákra a rákkutatás területén belül egyre nagyobb hangsúly helyeződik. Leírták ugyanis, hogy a legtöbb kis RNS génje az örökítőanyag olyan pontjain helyezkedik el, ahol relatíve nagy a mutációk előfordulásának gyakorisága. A rák kialakulása pedig minden esetben mutációk halmozódásának következménye. Sőt, a kis RNS-ek szempontjából vizsgált tumorok esetén sikerült a kutatóknak ráktípusonként jellemző mikroRNS mintázatot azonosítaniuk, ami szintén szoros kapcsolatot feltételez a betegség kialakulása és a mikroRNS-ek működése között.

Gingeras professzor kutatócsoportjának a közelmúltban sikerült azonosítania egy olyan kis RNS-osztályt, amelynek tagjai mindig a DNS azon pontjainak közvetlen közelében helyezkednek el, ahol elkezdődik a fehérjegének átírása (promóter régió) hírvivő RNS-sé. Ezeket a kis RNS-eket angol nevük rövidítése után PARS-nak (promoter-associated small RNAs) nevezték el.

Gingeras és Hannon kutatóinak közös munkája most feltárta egy újabb kis RNS-osztály létezését, amelyek a PARS-oknak - elhelyezkedésüket tekintve és talán funkcionálisan is - éppen az ellentétei lehetnek: a PARS-októl mindig messze fekszenek a kromoszómákon, így a kutatók non-PARS-oknak nevezték el őket.

Az a különleges ebben a két kis RNS-osztályban, hogy mind a PARS, mind a non-PARS tagjaira érési folyamataik során a lebomlásukat megakadályozó, szerkezet stabilizáló molekulacsoportok kerülnek (capping). Ez a többi kis RNS-re nem jellemző, s mindenképpen fontos biológiai szerepre utal.

Ennek kiderítése céljából a kutatók a MYC nevű gént használták modellként: arra voltak kíváncsiak, vajon hogyan változik a MYC működése PARS-ok hatására. A MYC egy olyan gén, amelynek terméke mutáció következtében több egyéb fehérje kontrollálatlan előállítását okozhatja, s ez a folyamat rákos elfajulás kialakulásához vezet (onkogén). A tudósok azt találták, hogy ha megnövelik a PARS-ok működésének hatásfokát (expresszióját) a MYC gén fehérjévé történő átírásának kezdőpontja közelében, csökken a MYC gén működésének hatásfoka (expressziója), azaz kevesebb fehérjetermék keletkezett. A kutatók ezek alapján azt feltételezik, hogy hasonlóan a mikro RNS-ekhez, a PARS-ok is valószínűleg a DNS-ről képződő hírvivő RNS-molekulák számát befolyásolhatják, ám hogy pontosan mi módon, illetve hogy a két folyamat miért és miben tér el egymástól, még nem tudják.

A non-PARS-ok szerepének felderítésére vonatkozó hasonló kísérletek most zajlanak, illetve a PARS-ok működésének feltárására tervezett kísérletek is tovább folytatódnak. A tudósok remélik, hogy eredményeik a jövőben hozzájárulnak majd a betegségek genetikai alapjainak mielőbbi megértéséhez.