Opdagelse af helt ny klasse af RNA -hætter i bakterier

Gruppen af ​​Dr. Hana Cahová fra CAS, Institute of Organic Chemistry and Biochemistry, i samarbejde med forskere fra Institute of Microbiology of the CAS, har opdaget en helt ny klasse af dinucleosidpolyphosphat 5'RNA -hætter i bakterier og beskrevet alarmoners funktion og deres funktionsmekanisme. Opdagelsen blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation .

Dinucleosidpolyfosfater er små signalmolekyler, der findes i alle typer organismer. De har været kendt i mere end halvtreds år og kaldes ofte "alarmoner, "som deres koncentration i celler stiger under stressbetingelser. Disse molekyler påvirker forskellige cellulære funktioner, men mekanismen for deres handling var endnu ukendt. Hana Cahová og hendes kolleger bemærkede, at strukturen af ​​disse alarmoner lignede RNAs formodning, og formodede, at alarmonerne faktisk var en del af RNA i form af såkaldte hætter. Ja, ved hjælp af massespektrometri, de opdagede ni nye typer af disse strukturer som en del af RNA.

"Som kemikere, vi bemærkede de skarpe ligheder mellem disse alarmoner med RNA -strukturen, så vi var i stand til at opdage noget, der har været skjult for biologer i halvtreds år, "siger Hana Cahová, leder af juniorforskningsgruppen ved IOCB Prag.

Forskerne fandt ud af, at disse molekyler accepteres af RNA -polymeraser og bruges som de første byggesten i RNA -syntese. I øvrigt, de fastslog, at RNA med dinucleosid -polyphosphatbegrænsning kan spaltes af to typer enzymer og dermed nedbrydes. Nogle af dinucleosid -polyphosphat -RNA -hætterne blev methyleret, og forskerne har vist, at disse methyleringer beskyttede RNA mod spaltning og yderligere nedbrydning.

Mængden af ​​dinucleosid -polyphosphatbegrænsede RNA'er steg betydeligt under sultforhold. Derfor, forfatterne foreslår, at disse hætter beskytter RNA mod nedbrydning under sultforhold, når cellerne ikke har nok byggesten til at skabe sådanne makromolekyler som RNA. I sådanne situationer, cellen kan ikke fleksibelt reagere på miljøets krav, men det kan beholde mindst noget RNA. Når cellen har nok ernæring igen, det begrænsede RNA nedbrydes af et specifikt enzym, og cellen kan bygge nyt RNA for at afspejle den aktuelle situation.

Dette er det første arbejde, der viser, at 5' -slutstatus for RNA afhænger af miljø og stress. I øvrigt, opdagelsen af ​​alarmoner i RNA kan forklare virkningsmekanismen. Dette arbejde giver også det første bevis på, at små signalmolekyler - dinucleosidpolyfosfater - virker som dele af RNA.

Den kemiske biologigruppe hos Dr. Hana Cahová anvender kemiske metoder på biologiske systemer for bedre at forstå cellulære processer. Teamet er især interesseret i at finde nye RNA -ændringer i vira og bakterier og forstå deres rolle.