Vědci z Akademie věd popsali, jak fungují molekulární nůžky na stříhání RNA

Za molekulárního kadeřníka je možné s nadsázkou označit bílkovinu Gemin3. Objevená byla už před téměř čtvrtstoletím a vědělo se o ní, že je velmi důležitá, protože bez ní žádný organismus nepřežije. Nebylo ale zcela jasné, k čemu vlastně slouží. Nyní se vědeckým týmům z Ústavu molekulární genetiky AV ČR a Mikrobiologického ústavu AV ČR podařilo prokázat, že bílkovina hraje důležitou roli v procesu zvaném RNA sestřih. Výsledky jejich studie zveřejnil časopis Nature Communications.

Strukturní proměna molekul RNA v podobě, která připomíná rozevírající se sevřenou pěst, ovšem v měřítku nanometrů, odstartovává jeden ze základních molekulárních procesů života. „Zjistili jsme, že desítky let známé molekuly, tzv. spliceosomální RNA, jejichž geny se na dvoušroubovici DNA nacházejí ve všech buňkách lidského těla, se mohou vyskytovat i ve stavu do té doby neznámém a že tento stav se musí proměnit, aby proces genetického sestřihu začal,“ říká Josef Pánek z Mikrobiologického ústavu AV ČR.

Proměnu způsobí interakce s jinou molekulou, která je též přítomna ve všech buňkách lidského těla a jejíž funkce byla dosud také neobjasněná. „Interakce se dá obrazně připodobnit k polechtání jedněch molekul druhými na správném místě,“ dodává Pánek.

Jak číst knihu genů
V lidské DNA se nachází přibližně 20 tisíc genů, jakýchsi „stránek“ naší „genové knihy“. Každá stránka obsahuje návod pro výrobu určité bílkoviny (proteinu). Před tím, než se bílkovina vyrobí, se informace z DNA přepíše do molekuly RNA zvané pre-mRNA, která je přesnou kopií dané stránky v DNA.

Pouze malá část (asi jedna desetina) obsahuje informaci pro výrobu dané bílkoviny, zatímco zbytek se odstraní v procesu zvaném RNA sestřih. Zajišťují jej ohromné molekulární nůžky, tzv. „sestřihový komplex“, který se skládá ze 150 dílků, jež do sebe musí přesně zapadnout, aby nůžky správně fungovaly.

Kadeřník RNA
Mezinárodní vědecký tým pod vedením Davida Staňka z Ústavu molekulární genetiky AV ČR ve spolupráci s Mikrobiologickým ústavem AV ČR zjistil, že některé z dílků se musí nejdříve upravit, aby správně do skládačky zapadly, a popsal bílkovinu, která tyto úpravy dělá. Tato bílkovina je součástí většího komplexu, jehož poruchy způsobují odumírání motorických neuronů a svalovou dystrofii.

Tým Davida Staňka z Ústavu molekulární genetiky AV ČR

„Bílkovina nazývaná Gemin3 byla objevena před téměř pětadvaceti lety. Vědělo se, že v těle dělá něco velmi důležitého, protože žádný organismus její odstranění nepřežil, ale nevědělo se co,“ vysvětluje David Staněk. Pomocí matematického modelování vědci zjistili, že malé RNA, které jsou součástí sestřihového komplexu, nevypadají tak, jak se píše v učebnicích molekulární biologie a nemohou v této podobě správně fungovat.

„Matematické předpovědi kolegy z Mikrobiologického ústavu jsme potvrdili experimentálně a prokázali jsme, že Gemin3 funguje jako jakýsi kadeřník, který malé RNA učeše, aby do sestřihového komplexu dobře zapadly,“ dodává David Staněk.

Výsledky výzkumu pomáhají pochopit základní mechanismy fungování lidských buněk. David Staněk a jeho tým je využívají například při studiu dědičných chorob zasahujících oční sítnici.

Text: Leona Matušková, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, na základě tiskové zprávy AV ČR
Foto: Shutterstock, Ústav molekulární genetiky AV ČR
Text je uvolněn pod svobodnou licencí Creative Commons.

Přečtěte si také

• Jak se mozek zotavuje po mrtvici? Odpovědi přináší studie českých vědců
• Čirok produkuje unikátní pyl. Může být cestou k pěstování odolnějších plodin
• Jak opravit míchu: Kristýna Kárová zkoumá možnosti obnovy nervových buněk
• Prodělali jste černý kašel? Přihlaste se do unikátní studie českých odborníků
• Jak buňky reagují na stres? Tým zpřesnil popis vzniku protistresového proteinu
• I v oddělení biologie nádorů může být sranda, říká Veronika Vymetálková
• Vědci odhalili mutace, které spouštějí leukémii. Jejich objev může pomoci léčbě
• Změny v DNA a karcinogenní účinky: I to může odhalit toxikologický inkubátor
• Ječmen „live“: Češi jako první na světě umí živě sledovat dělení jeho buněk
• Ohrožená ňadra: vědci popsali rizikové varianty genu způsobujícího karcinom prsu