Forskere afslører, hvordan celler ødelægger RNA, en nøgle til at forstå sygdom

I et gennembrud, der kunne kaste lys over en række sygdomme, har forskere ved University of California, Berkeley, afsløret hemmelighederne om, hvordan celler ødelægger RNA, et essentielt molekyle involveret i mange cellulære processer. Denne opdagelse, offentliggjort i tidsskriftet "Molecular Cell", giver en molekylær forståelse af en grundlæggende cellulær funktion og åbner nye veje til behandling af sygdomme forårsaget af RNA-dysfunktion.

RNA (ribonukleinsyre) er en tæt kemisk fætter til DNA (deoxyribonukleinsyre) og spiller en afgørende rolle i forskellige biologiske aktiviteter, herunder proteinsyntese, genregulering og signalering. Dysfunktionelt RNA kan føre til en kaskade af cellulære problemer og bidrage til udviklingen af ​​sygdomme som cancer, neurodegenerative lidelser og virusinfektioner.

For at opretholde cellulær sundhed har celler udviklet indviklede mekanismer til at nedbryde beskadigede eller unødvendige RNA-molekyler. En sådan mekanisme er RNA-henfald, en stramt reguleret proces, der sikrer rettidig ødelæggelse af RNA-molekyler, når de ikke længere er nødvendige. De molekylære detaljer om, hvordan celler udfører denne RNA-ødelæggelse, har dog været uhåndgribelige indtil nu.

I deres banebrydende undersøgelse fokuserede UC Berkeley-teamet, ledet af professor Rebecca Voorhees og postdoktor Dr. Michael Taverner, på en specifik type RNA-henfald kaldet den 3'-til-5'-eksonukleolytiske henfaldsvej. Denne vej er ansvarlig for nedbrydningen af ​​RNA-molekyler fra 3'-enden (halen) til 5'-enden (hovedet) og spiller en afgørende rolle i reguleringen af ​​genekspression og RNA-omsætning.

Ved hjælp af en kombination af banebrydende biokemiske og strukturelle teknikker var forskerne i stand til at bestemme den molekylære struktur og mekanisme af et proteinkompleks kaldet det nukleare exosom, som er det centrale maskineri, der er ansvarlig for 3'-til-5' exonukleolytisk henfald. De opdagede, at det nukleare exosom er en meget orkestreret samling af flere proteiner, der arbejder sammen for at afvikle RNA-molekylet og lette dets nedbrydning på en trin-for-trin måde.

Desuden identificerede forskerne specifikke proteinkomponenter i det nukleare exosom, der genkender og binder til forskellige typer RNA-molekyler, hvilket sikrer, at kun de målrettede RNA-molekyler nedbrydes. Denne selektivitet er afgørende for at forhindre vilkårlig RNA-destruktion og opretholde cellulær homeostase.

"Denne undersøgelse giver den første detaljerede molekylære forståelse af, hvordan celler ødelægger RNA gennem den 3'-til-5' exonukleolytiske henfaldsvej," siger professor Voorhees. "Vi tror på, at denne indsigt vil have brede implikationer for forståelsen af, hvordan RNA-dysfunktion fører til sygdom og tilbyder nye muligheder for terapeutiske interventioner rettet mod RNA-nedbrydningsveje."

Resultaterne fra denne undersøgelse kan bane vejen for udviklingen af ​​nye behandlinger for sygdomme, hvor RNA-dysfunktion er impliceret. Ved at manipulere aktiviteten eller komponenterne i det nukleare exosom kan det være muligt at genoprette RNA-homeostase og korrigere de cellulære defekter, der bidrager til sygdomsprogression.

Yderligere forskning er nødvendig for at udforske de potentielle terapeutiske anvendelser af målrettede RNA-henfaldsveje, men denne banebrydende undersøgelse har lagt grundlaget for at forstå, hvordan celler ødelægger RNA og giver en køreplan for fremtidige undersøgelser inden for RNA-biologi.