Neu identifizierte RNA-Sequenz ist der Schlüssel zur mikroRNA-Verarbeitung

Neu identifizierte RNA-Sequenz ist der Schlüssel zur mikroRNA-Verarbeitung
Neu identifizierte RNA-Sequenz ist der Schlüssel zur mikroRNA-Verarbeitung
Anonim

Forscher der Tufts University School of Medicine und des Tufts Medical Center haben eine RNA-Sequenz identifiziert, die eine erhöhte Anzahl spezifischer microRNAs (miRNAs) fördert, Moleküle, die das Zellwachstum, die Entwicklung und die Stressreaktion regulieren. Die Entdeckung hilft Forschern, die Zusammenhänge zwischen miRNA-Expression und Krankheiten, einschließlich Herzkrankheiten und Krebs, zu verstehen.

Die Ergebnisse wurden in der Ausgabe von Molecular Cell vom 13. August veröffentlicht.

"Eine wachsende Zahl von Beweisen zeigt, dass eine abnormale Expression von miRNAs zu menschlichen Krankheiten wie Herzkrankheiten und Krebs beitragen kann.Ein besseres Verständnis dafür, wie miRNAs erzeugt werden und wie sie Gene regulieren, kann wichtige Einblicke in die Mechanismen physiologischer Störungen wie Herzkrankheiten und Krebs liefern“, sagte Seniorautorin Akiko Hata, PhD, außerordentliche Professorin in der Abteilung für Biochemie an der Tufts University School of Medicine (TUSM) und Mitglied der Fakultäten für Biochemie und Zell-, Molekular- und Entwicklungsbiologie an der Sackler School of Graduate Biomedical Sciences in Tufts.

MiRNAs werden zunächst als lange RNA-Sequenz gebildet, die als primäre miRNA bezeichnet wird. Dieses Molekül durchläuft mehrere Schritte, um es in reife miRNA umzuwandeln. Einmal gebildet, regulieren die reifen miRNAs die Genexpression, indem sie Zielgene stummsch alten oder aktivieren. Derzeit sind mehr als 700 menschliche miRNAs mit verschiedenen Funktionen bekannt.

Hata und Kollegen fanden zuvor heraus, dass die Verarbeitung einiger miRNAs als Reaktion auf zelluläre Signale von einem bestimmten Signalweg reguliert werden könnte.In der aktuellen Studie fanden Hata und Kollegen heraus, dass die meisten miRNAs, die von diesem Signalweg reguliert werden, eine gemeinsame RNA-Sequenz aufweisen. Als diese RNA-Sequenz mutiert war, regulierte der Signalweg die miRNA-Verarbeitung nicht mehr. Wenn umgekehrt die RNA-Sequenz in eine neue miRNA eingeführt wurde, reagierte die miRNA auf den Signalweg.

"Ein Enzym namens Drosha wird für die miRNA-Verarbeitung benötigt. Unsere früheren Studien ergaben, dass Proteine ​​namens Smads auch für die Verarbeitung einiger miRNAs als Reaktion auf zelluläre Signale erforderlich sind. Jetzt haben wir die RNA-Sequenz identifiziert, die Drosha rekrutiert und Smads für die miRNA-Verarbeitung als Reaktion auf den Signalweg", sagte Erstautorin Brandi Davis, PhD, Absolventin des Biochemieprogramms an der Sackler School im Jahr 2010 und Postdoktorandin in Hatas Labor. „Wir wussten, dass Smad-Proteine ​​die Genexpression regulieren, indem sie an DNA binden. Unsere aktuelle Studie ist spannend, weil sie zeigt, dass Smads eine zusätzliche Rolle spielen, indem sie die miRNA-Expression durch Bindung an die strukturell unterschiedliche RNA steuern."

Während miRNAs erstmals 1993 entdeckt wurden, brachten Wissenschaftler sie erst fast zehn Jahre später mit der Genregulation in Verbindung. Jetzt arbeiten Wissenschaftler daran, zu verstehen, wie die miRNA-Expression kontrolliert wird, auf welche Gene miRNAs abzielen und wie unterschiedliche Mengen an miRNAs mit menschlichen Krankheiten, insbesondere Herzkrankheiten und Krebs, zusammenhängen.

"Wissenschaftler beginnen gerade erst, die Rolle der miRNA im Körper zu verstehen, und diese Studie fügt dem Puzzle ein weiteres Stück hinzu. Indem wir die Mechanismen untersuchen, die steuern, welche Gene übersetzt und welche Gene stummgesch altet werden, können wir damit beginnen verstehen, wie miRNAs das Fortschreiten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs beeinflussen", sagte Hata.

Hata ist außerdem Direktor des Molecular Signalling Laboratory im Molecular Cardiology Research Institute (MCRI) des Tufts Medical Center. Das MCRI mit Forschern und medizinischen Wissenschaftlern der Tufts University School of Medicine und des Tufts Medical Center widmet sich der Untersuchung der molekularen Mechanismen menschlicher Herz-Kreislauf-Erkrankungen, der Übertragung von Laborergebnissen in neue Strategien für Diagnose und Therapie am Krankenbett und der Mentoring von MD- und PhD-Praktikanten, die sich für eine Karriere in der akademischen Herz-Kreislauf-Forschung einsetzen.

Zusätzliche Autoren der Studie sind Aaron Hilyard, BS, und Peter Nguyen, MBS, beide wissenschaftliche Mitarbeiter im Molecular Signalling Laboratory des MCRI; und Giorgio Lagna, PhD, Prüfarzt am MCRI am Tufts Medical Center und Assistenzprofessor an der medizinischen Fakultät der TUSM.

Diese Studie wurde vom National Heart, Lung, and Blood Institute, Teil der National Institutes of He alth, und der American Heart Association unterstützt.

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