13:41 2022-01-25
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ O atracție neașteptată între acizii nucleici și grăsimi
_ O atracție neașteptată între acizii nucleici și grăsime
Toate celulele de pe Pământ sunt învăluite într-un strat gras de lipide. Membranele lipidice protejează conținutul celulelor, inclusiv informații genetice precum ARN și ADN. Un nou studiu al cercetătorilor de la B CUBE-Centrul de Bioinginerie Moleculară de la TU Dresda dezvăluie modul în care lipidele și ARN-ul pot interacționa direct și modul în care acest lucru reglează activitatea ARN-ului în moduri neașteptate. Studiul ar putea ajuta la explicarea modului în care ARN-ul ar putea fi reglementat în sistemele biologice primordiale sau sintetice și ar putea duce la îmbunătățiri în proiectarea vaccinurilor ARN.
Lipidele și ARN-ul sunt două dintre elementele esențiale ale celulelor. Acidul ribonucleic (ARN) este o moleculă versatilă. Pe de o parte, la fel ca ADN-ul, ARN-ul codifică informația genetică care este esențială pentru ca viața să se reproducă. Pe de altă parte, ca și proteinele, moleculele de ARN desfășoară reacții chimice. O moleculă care poate transporta informațiile și, de asemenea, poate executa instrucțiunile prin reacții chimice este o caracteristică atractivă pentru biologii sintetici care încearcă să construiască sisteme vii minime de la zero. Cu toate acestea, găsirea unei modalități simple de a controla activitatea ARN a fost întotdeauna o provocare cheie.
Într-un nou studiu publicat în revista PNAS, Tomasz Czerniak și James Sáenz au descoperit că lipidele pot modula direct activitatea ARN în un sistem sintetic simplu. „Acest lucru deschide o cale complet nouă pentru a ne gândi la modul în care putem folosi interacțiunile ARN-lipide pentru bioinginerie, de exemplu, furnizarea de terapii cu ARNm”, spune dr. James Sáenz, liderul grupului de cercetare la B CUBE – Centrul pentru Bioinginerie Moleculară și autorul principal al studiului. În plus, munca lor poate ajuta, de asemenea, să ofere indicii despre originea vieții antice. O ipoteză populară cu privire la originea vieții este că viața însăși a apărut probabil din moleculele de ARN auto-replicate, cu ani înainte de evoluția ADN-ului și a proteinelor. Aici, modalitatea simplă și eficientă de modulare a activității ARN ar fi cheia pentru organizarea vieții timpurii pe un Pământ antic.
Lumea ARN-lipidelor
Oamenii de știință au testat cât de bine diferite tipuri de molecule de ARN au interacționat cu membranele lipidice. Ei au descoperit că unele ARN-uri legau lipidele mai bine decât altele și că acest lucru depindea de secvența și structura moleculei de ARN. În special, guanina - unul dintre cele patru elemente de bază care formează ARN-ul, a fost crucială pentru ca ARN-ul să se lipească de lipide. Adăugarea de lanțuri suplimentare de guanine la ARN le-a făcut și mai lipicioase, oferind o modalitate de a controla puterea interacțiunilor ARN-lipide.
S-a dovedit că guanina nu numai că a îmbunătățit direct legarea ARN-lipide, ci și-a făcut-o. mai lipicioasă prin promovarea plierii ARN-urilor în diferite structuri. O astfel de structură, numită G-quadruplex, se găsește în celule și este cunoscută ca un element important al activității și reglării ARN. „Acest lucru ridică posibilitatea ca interacțiunile ARN-lipide să se întâmple în continuare în celulele moderne, posibil ca o rămășiță a unei lumi ARN-lipide dispărute de mult timp”, spune Sáenz.
Lipidele oferă ARN-ului autocontrol< /p>
Odată ce cercetătorii au descoperit cum să creeze ARN-ul pentru a se lipi mai bine de lipide, ei au arătat apoi că astfel de interacțiuni ARN-lipide ar putea fi folosite pentru a controla activitatea ARN-urilor care catalizează reacțiile chimice. „Este prima dată când sunt conștient de faptul că cineva a demonstrat efecte specifice secvenței în modul în care o lipidă poate influența cataliza ARN”, spune profesorul Gerald Joyce de la Institutul Salk pentru Studii Biologice din California, care nu a fost implicat în studiul.
Viitorul interacțiunilor ARN-lipid
„Ca pas următor, ne-am dori să înțelegem cum să folosim interacțiunile ARN-lipide pentru a crea viața sintetică și dacă aceste interacțiuni sunt importante în organismele moderne, inclusiv în oameni”, explică Sáenz. Echipa subliniază, de asemenea, că informațiile din munca lor ar putea oferi noi modalități de proiectare a nanoparticulelor de lipide pentru formulările de vaccin ARNm.
Comentarii:
Adauga Comentariu