ADN-ul tău ascunde un al doilea cod secret care decide ce gene sunt silențioase. Celulele au un sistem încorporat care filtrează mesajele genetice mai slabe, dezvăluind un strat ascuns de control al ADN-ului.
Cercetătorii au descoperit că celulele pot distinge între versiuni puternice și slabe ale acelorași instrucțiuni genetice. O proteină numită DHX29 ajută la reducerea la tăcere a celor mai slabe, descoperind un sistem ascuns care controlează activitatea genelor.
ADN-ul uman este construit din secvențe lungi de unități de trei litere, alcătuite din patru nucleotide. Aceste unități, cunoscute sub numele de codoni, le spun celulelor ce aminoacizi să folosească atunci când construiesc proteine. Deși mai mulți codoni diferiți pot codifica același aminoacid, acest lucru a fost adesea privit ca o simplă redundanță în sistemul genetic.
Cu toate acestea, cercetările arată din ce în ce mai mult că acești așa-ziși codoni sinonimi nu sunt cu adevărat egali. Unii codoni fac moleculele de ARNm mai stabile și mai ușor de tradus în proteine de către celule, făcându-le mai eficiente. Alții, considerați non-optimi, duc la o traducere mai slabă și sunt mai susceptibili de a fi descompuși. Până acum, oamenii de știință nu au înțeles pe deplin modul în care celulele umane recunosc și răspund la acești codoni mai puțin eficienți.
**Oamenii de știință caută sistemul de „control al calității” al celulei** Pentru a investiga această chestiune, o echipă de cercetare de la Universitatea din Kyoto și RIKEN, condusă de Osamu Takeuchi și Takuhiro Ito, a efectuat o serie de experimente menite să descopere modul în care celulele gestionează eficiența codonilor. Ei au început cu un screening CRISPR la nivelul întregului genom pentru a identifica factorii implicați în expresia genică dependentă de codoni. Această abordare a indicat o proteină de legare a ARN-ului numită DHX29 ca un jucător cheie.
Secvențierea ARN ulterioară a permis cercetătorilor să examineze activitatea generală a ARNm, dezvăluind că atunci când DHX29 lipsește, ARNm-urile care conțin codoni non-optimi cresc în abundență.
**Cum DHX29 detectează și suprimă mesajele genetice slabe** Folosind microscopia crio-electronica, echipa a putut observa modul în care DHX29 interacționează fizic cu ribozomul 80S, utilajul celular responsabil pentru producerea de proteine. Analiza suplimentară folosind profilarea selectivă a ribozomilor a arătat că DHX29 este mai probabil să se asocieze cu ribozomii care citesc codoni non-optimi.
Studii proteomice suplimentare au dezvăluit că DHX29 recrutează complexul proteic GIGYF2•4EHP. Acest complex acționează pentru a suprima selectiv ARNm-urile care conțin codoni non-optimi, reducând efectiv producția de mesaje genetice ineficiente.
„Împreună, aceste descoperiri dezvăluie o legătură moleculară directă între alegerea codonilor sinonimi și controlul expresiei genice în celulele umane”, spune co-autorul Masanori Yoshinaga.
**Un nou strat de reglare a genelor cu implicații largi** Aceste descoperiri schimbă modul în care oamenii de știință gândesc despre reglarea genelor, arătând că alegerea codonilor joacă un rol direct în controlul expresiei genice în celulele umane. Mecanismul determinat de DHX29 ar putea influența procese biologice importante, cum ar fi diferențierea celulară, menținerea echilibrului celular și dezvoltarea cancerului, sugerând o semnificație largă.
Cercetătorii intenționează să continue să exploreze modul în care DHX29 afectează activitatea genelor atât în sănătate, cât și în boală.
„Am fost mult timp fascinați de modul în care celulele interpretează stratul ascuns de informații încorporat în codul genetic, așa că descoperirea factorului molecular care permite celulelor umane să citească și să răspundă la acest cod ascuns a fost deosebit de plină de satisfacții”, spune liderul echipei Osamu Takeuchi.