Forskere afslører, hvordan RNA bliver splejset korrekt

Forskere har afsløret, hvordan et molekylært kompleks kendt som spliceosomet korrekt identificerer og fjerner de ikke-kodende sektioner (introner) fra RNA-molekyler, et kritisk trin i genekspression. Dette gennembrud, offentliggjort i tidsskriftet 'Cell', kaster lys over de komplekse mekanismer, der sikrer nøjagtig RNA-splejsning og produktion af funktionelle proteiner.

RNA-splejsning er en grundlæggende proces, der omdanner det indledende RNA-transkript, kendt som præ-messenger-RNA (pre-mRNA), til modent messenger-RNA (mRNA). Under denne proces udskæres specifikke områder af præ-mRNA'et, intronerne, mens de resterende kodende regioner, exonerne, forbindes for at danne det endelige mRNA-molekyle. Denne proces er afgørende for produktionen af ​​funktionelle proteiner, der udfører forskellige opgaver i cellen.

Spliceosomet, en dynamisk molekylær maskine sammensat af RNA- og proteinkomponenter, spiller en central rolle i RNA-splejsning. Det identificerer nøjagtigt de splejsningssteder, der markerer grænserne for introner og exoner, hvilket letter deres præcise fjernelse og ligering af exonerne. Hvordan spliceosomet opnår dette høje niveau af præcision er dog fortsat et udfordrende spørgsmål.

For at løse dette spørgsmål påbegyndte et internationalt hold af forskere fra University of Cambridge, MRC Laboratory of Molecular Biology og University of California, Berkeley, en omfattende undersøgelse ved hjælp af en kombination af biokemiske, genetiske og strukturelle tilgange.

Forskerne fokuserede på en specifik region i spliceosomet kendt som Branch Point Recognition Complex (BPRC), der er ansvarlig for at genkende og binde til en unik sekvens i intronen, hvilket markerer starten på splejsningsprocessen. Gennem detaljerede strukturelle analyser og funktionelle assays identificerede de et kritisk RNA-bindingssted i BPRC og bestemte, hvordan det interagerer med intronsekvensen.

Desuden opdagede holdet, hvordan denne interaktion fører til de konformationelle ændringer, der i sidste ende forpligter spliceosomet til at fjerne intronen og ligere exonerne, hvilket resulterer i dannelsen af ​​modent mRNA. Deres resultater afslørede en præcis og indviklet mekanisme, hvorved spliceosomet udfører nøjagtig RNA-splejsning.

"Vores undersøgelse giver en dybere forståelse af de molekylære mekanismer, der ligger til grund for troværdigheden af ​​RNA-splejsning, og belyser en af ​​de mest fundamentale processer i genekspression," sagde Dr. Manuel Ares Jr., en seniorforfatter af undersøgelsen. "Forståelse af forviklingerne ved splejsning vil bane vejen for fremtidig forskning rettet mod at udvikle terapeutiske strategier til at korrigere splejsningsdefekter forbundet med sygdomme som cancer og neurodegenerative lidelser."

Nøjagtig identifikation og fjernelse af introner fra RNA-molekyler er afgørende for den korrekte funktion af celler og produktionen af ​​funktionelle proteiner. Dette arbejde kaster lys over de indviklede mekanismer, der anvendes af spliceosomet, og åbner nye veje for yderligere forskning og potentielle terapeutiske anvendelser i RNA-relaterede sygdomme.