RNA indtager en ny mere prominent rolle i cellens biologi

 
Af Jens-Erik Tingstedt

De nyopdagede funktioner for RNA molekylet bryder med det centrale dogme i biologi. Siden begyndelsen af 60’erne har det centrale dogme i biologi været, at genetisk information overføres fra DNA (et gen) til RNA og videre til protein. Et stykke DNA, længden af et gen,  aflæses i cellekernen til RNA, hvorefter RNA’et transporteres til cellens cytoplasma, hvor det oversættes til protein. I det centrale dogme indtager RNA, den passive rolle som budbringer af genetisk information fra kernen til cellens cytoplasma. Men ny forskning bringer RNA på banen som en langt mere aktiv medspiller i cellen på linje med DNA og protein. Upåagtede små stykker RNA på 21-23 nukleotider i længde udfører meget centrale funktioner i cellen. Disse små stykker RNA kan lukke gener helt ned eller nedregulere koncentrationen af RNA aflæst fra gener. Hidtil har al opmærksomheden koncentreret sig om de langt større RNA molekyler (fra 300 til flere tusinde nukleotider lange) som messengerRNA (mRNA) der oversættes til protein eller ribosomalt (rRNA) eller transfer RNA (tRNA) som medvirker i cellens protein syntesemaskineri. Men denne ny erkendelse har fuldstændigt ændret synet på RNA og dets rolle i cellen og forventes at åbne op for en guldgrube af ny forskning og anvendelsemuligheders indenfor medicinsk behandling.   Proteiner udgør det meste af indholdet i en cellen og udfører de fleste funktioner i en celle, herunder at åbne og lukke gener. Men efter den nylige opdagelse af, at RNA udfører lignende funktioner i cellen og kan hæmme eller helt lukke for aflæsningen af gener har RNA fået ny opmærksomhed. Forskerne har fundet gener i flere arters genom, der producerer lange stræk af RNA, der klippes til 21-23 baser lange stykker RNA såkaldte microRNA, der ved at sætte sig på et stykke matchende komplementær mRNA danner et dobbeltstrenget RNA der effektivt hindrer oversættelsen af mRNA’et til protein. Spændende nok befinder de RNA gener man har fundet indtil nu, i områder af vores genom, der hidtil har været betegnet som junk DNA uden nogen funktion.  En anden spændende ny egenskab ved RNA er det såkaldte RNA interferens. Når dobbeltstrenget RNA leveres til en celle klippes det i 21-23 baser lange stykker RNAi af et enzym kaldet ”dicer”. Disse små stykker RNAi komplekserer med nogle specielle enzymer, som opsøger matchende komplementære mRNA og destruerer dem. Princippet formodes anvendt af cellen ved angreb af f.eks virus, der ofte danner dobbeltstrenget RNA under sin mangedobling i cellen.          C. elegans   De nye egenskaber ved RNA er allerede blevet benyttet indenfor medicinsk forskning. Blodstamceller producerer de hvide blodlegemer som HIV invaderer og inficerer. Ved at udstyre blodstamceller med dele af et HIV virus gen og få det udtrykt i cellen som dobbeltstrenget RNA håbede forskerne at bibringe cellen evnen til selv at kunne destruerede autentisk HIV RNA. Princippet virkede. Transplantation af genetisk modificerede blodstamceller til mus der efterfølgende blev eksponeret for HIV var således særdeles effektivt i stand til at bekæmpe infektionen.    RNAi har vist sig, at være en langt hurtigere metode til at slå et gen ud end ved at producere tilsvarende gen knock-out mus. Metoden er for nylig blevet anvendt til identificere gener involveret i fedt metabolisme i rundormen C. elegans. Rundorme fik i deres foder tilsat et fluorescerende stof der akkumulerede i fedtdråberne i deres celler og ved at slukke for et gen ad gangen  med dobbeltstrenget RNA kunne forskere afsløre hvilke gener der førte til reduktion i kropsfedt og hvilke gener der førte til øgning af mængden af kropsfedt.  Da vi har mange af de tilsvarende C. elegans gener bevaret i vores genom vil dette studie formentligt bidrage til at øge vores forståelse af fedt stofskiftet hos mennesket.   Science jan. 03 Jens Erik Tingstedt