Nożyczki do RNA

Zespół z Laboratorium Bioinformatyki i Inżynierii Białka Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej pod kierunkiem prof. Janusza Bujnickiego odkrył nieznaną dotychczas aktywność enzymu, który ma zdolność do przecinania cząsteczek dwuniciowego RNA w miejscu zawierającym specyficzną sekwencję. Odkrycie to umożliwi badanie cząsteczek RNA w podobny sposób jak badanie DNA za pomocą enzymów restrykcyjnych. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie „Nucleic Acid Research” i wyróżnione kategorią „Artykuł przełomowy”.

Łącząc modelowanie komputerowe i badania doświadczalne naukowcy odkryli unikatową zdolność enzymu MiniIII z bakterii Bacillus subtilis do przecinania dwuniciowych cząsteczek kwasu rybonukleinowego (RNA) w miejscu zawierającym specyficzną sekwencję. Ustalili, jakie sekwencje RNA są rozpoznawane i przecinane przez MiniIII oraz określili elementy struktury enzymu, które odgrywają kluczową rolę w tym procesie.

Nowoczesna diagnostyka medyczna i inżynieria genetyczna zawdzięczają swój postęp XX-wiecznej rewolucji w badaniach nad DNA, m.in. odkryciu i wprowadzeniu do użycia w praktyce tzw. enzymów restrykcyjnych, które rozpoznają i przecinają specyficzne sekwencje DNA i są używane jako „molekularne nożyczki”. W ostatnich latach obserwuje się olbrzymi wzrost zainteresowania badaniami nad cząsteczkami kwasu rybonukleinowego (RNA), który pełni rolę przekaźnika informacji między DNA i białkami oraz odpowiada za regulację procesów zachodzących w komórce. RNA stanowi też materiał genetyczny wielu wirusów wywołujących choroby takie jak grypa, gorączka krwotoczna Ebola, wścieklizna czy AIDS. Do tej pory nie udało się odnaleźć enzymów, które można by użyć do przecinania cząsteczek dwuniciowego RNA, tak jak jest to możliwe dla DNA. Odkrycie opisane przez polskich naukowców może przyczynić się do opracowania nowych technik badania RNA, a zwłaszcza ułatwić wytwarzanie cząsteczek RNA użytecznych w praktyce, np. w technologii wyciszania ekspresji genów oraz w nanotechnologii. Może także przyczynić się do opracowania nowych technik diagnostycznych i terapeutycznych.

– Nasze odkrycie to dopiero początek drogi – komentuje prof. Janusz Bujnicki, kierownik grupy badawczej w MIBMiK i na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. – Teraz największym wyzwaniem jest opracowanie sposobów na zastosowanie tego enzymu w praktyce. Przydatna byłaby też możliwość użycia wielu enzymów, działających na różne sekwencje w RNA. To jeden z kierunków badań prowadzonych obecnie w moim laboratorium. (Więcej o MIBMiK czyt. w FA 1/2015.)