19:07 2024-11-22
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Noua tehnică indică utilizări neașteptate pentru snoRNA în multe tipuri de celule
_ Noua tehnică indică utilizări neașteptate pentru snoRNA în multe tipuri de celule
Modificările dinamice, reversibile, ale ADN-ului și ARN-ului reglează modul în care genele sunt exprimate și transcrise, ceea ce poate influența procesele celulare, dezvoltarea bolii și sănătatea generală a organismului. ARN-urile nucleolare mici (snoARN) sunt un grup comun, dar trecut cu vederea, de molecule de ARN-ghid care direcționează modificările chimice la țintele de ARN ribozomal celular (ARNr), ca un uscător care arată pe cineva la locul său într-un teatru.
Cercetătorii de la Universitatea din Chicago a dezvoltat recent o nouă abordare pentru identificarea de noi ținte ARN celulare ale snoRNA. Ei au descoperit mii de ținte necunoscute anterior pentru snoRNA-uri în celulele umane și țesuturile creierului de șoarece, inclusiv multe care servesc alte funcții decât ghidarea modificărilor ARNr.
Hârtia, „SnoRNA-facilitated protein secretry showed by transcriptom-wide snoRNA. identificarea țintei”, a fost publicată în noiembrie 2024 în revista Cell.
Unele dintre interacțiunile recent descoperite cu mesagerul ARN-ul (ARNm) facilitează secreția de proteine, un proces celular important care ar putea fi valorificat pentru potențiale aplicații terapeutice și biotehnologice.
„Odată ce vezi atât de multe ținte pentru aceste snoARN, îți dai seama că sunt mult mai multe de înțeles. ”, a spus Chuan He, Ph.D., John T. Wilson Distinguished Service Profesor de Chimie și Profesor de Biochimie și Biologie Moleculară la Universitatea din Chicago și co-autor principal al lucrării.
„Deja vedem că acestea joacă un rol în secreția de proteine, care are implicații majore pentru fiziologie și sugerează o cale de urmat pentru a studia sute de alte snoRNA.”
Există mai mult de 1.000 de gene cunoscute pentru codificarea snoARN-urilor în genomul uman, dar oamenii de știință au identificat țintele ARN doar pentru aproximativ 300 din ei. Aceste ținte implică în mare parte modificări de ghidare pentru ARN-ul ribozomal și ARN-ul nuclear mic implicat în splicing-ul ARNm.
În decenii de când au fost descoperite pentru prima dată snoRNA-urile, cercetătorii au lăsat în mare parte restul de 700 în pace, presupunând că au îndeplinit funcții similare. Cu toate acestea, spre deosebire de alte molecule de ARN ghid, cum ar fi microARN-urile, care au toate aceeași lungime, snoARN-urile variază foarte mult în lungime de la 50 la 250 de reziduuri, ceea ce sugerează că pot face multe lucruri diferite.
În ultimii 12 ani. , Laboratorul lui a dezvoltat mai multe tehnici biochimice și de secvențiere pentru studiul transcripției, modificărilor ADN și modificărilor ARN.
În noul studiu, El a lucrat cu co-autor principal Tao Pan, Ph.D., profesor de biochimie și biologie moleculară, pentru a testa un nou instrument numit „snoKARR-seq” care leagă snoRNAs cu ARN-urile lor țintă obligatorii. Bei Liu, Ph.D., un cercetător postdoctoral Chicago Fellow care este co-mentorat de He și Pan, a condus proiectul.
„Laboratorul lui Chuan a dezvoltat această tehnologie ucigașă pentru a analiza exact ce ARN este fiecare snoRNA. interacționând cu la nivelul transcriptomului”, a spus Pan. „Acum există mult spațiu liber pentru înțelegerea cuprinzătoare a ceea ce fac aceste 1.000 de gene umane [care codifică snoARN].”
Majoritatea țintelor snoRNA recent descoperite nu se suprapun cu site-urile cunoscute de modificare a ARN-ului, sugerând că snoARN-urile pot avea o funcție mult mai largă în celule. O descoperire neașteptată a fost că un snoARN numit SNORA73 interacționează cu ARNm care codifică proteine secretate și proteine membrană celulară.
Secreția de proteine este un proces biologic fundamental prin care proteinele sunt transportate dintr-o celulă în spațiul extracelular, care este crucial pentru diferite funcții, inclusiv comunicarea dintre celule, răspunsurile imune și digestia. Cercetătorii au văzut că SNORA73 acționează ca un „clei molecular” între ARNm și mecanismul de sinteză a proteinelor care ajută la facilitarea acestui proces.
O analiză ulterioară a modului în care SNORA73 se leagă de ARNm a sugerat că secvențele de snoARN sintetice pot fi proiectate pentru a afecta secreția de proteine. Cercetătorii au testat această ipoteză modificând un reporter de proteină verde fluorescentă (GFP) pentru a interacționa cu SNORA73. GFP-urile sunt adesea introduse în celule pentru a le face să strălucească în anumite condiții, astfel încât oamenii de știință să poată vedea efectele experimentelor.
Când cercetătorii au exprimat genele SNORA73 cu GFP proiectat care poate fi secretat din celule, a crescut secreția de proteine. cu 30 până la 50% față de controale.
Aceste experimente au arătat că ar putea folosi mașina snoRNA pentru a manipula secreția a unei anumite proteine, care ar putea fi utilă pentru dezvoltarea terapeutică. De exemplu, dacă o boală umană implică o deficiență a proteinelor secretate, atunci bioinginerii ar putea deturna sistemul pentru a furniza snoARN artificiali pentru a crește secreția acelei proteine.
În timp ce tehnologia de sinteză și livrare a snoARN-urilor în locațiile potrivite nu este încă pregătit, atât El, cât și Pan sunt încrezători că aceste provocări pot fi rezolvate, deoarece se bazează pe progresele anterioare ale tehnologiei folosind alte forme de ARN. De asemenea, ei cred că, deoarece snoRNA-urile sunt specifice tipurilor de celule, ar putea avea funcții mult mai diverse – și posibilități terapeutice – în altă parte.
„Gândește-te la celulele neuronale, la celulele stem sau la celulele canceroase. multe tipuri de celule se pot studia. Deci, cred că domeniul este larg deschis”, a spus el.
„Tao și cu mine lucrăm împreună de mai bine de 15 ani și este o expoziție grozavă. de colaborare între Divizia de Științe Biologice și Divizia de Științe Fizice de la UChicago Această lucrare este un alt exemplu că acest tip de colaborare duce la deschiderea unui nou domeniu de biologie.”
Comentarii:
Adauga Comentariu