Istotna rola microRNA w rozwoju muszki owocowej
Marcin Kawa | 2005-07-06
microRNA (miRNA) odgrywa bardzo ważną, bardzo specyficzną rolę we wczesnych etapach rozwoju muszki owocowej - dowodzą naukowcy z Uniwersytetu Rockefeller*a. Reguluje m.in. modelowanie ciała, morfogenezę, rozwój układu nerwowego i mięśniowego.
microRNA zostało odkryte kilka lat temu. Jest to krótka cząsteczka RNA, występuje w dużych ilościach w każdej komórce, od roślin do człowieka. Nie znane był jego funkcje w rozwoju organizmów.
Aby znaleźć odpowiedź na to pytanie, w swoim doświadczeniu naukowcy systematycznie blokowali, poprzez wprowadzanie krótkich fragmentów RNA, każde ze 46 znanych cząsteczek microRNA, które są aktywne podczas wczesnego rozwoju muszki owocowej. Odkryto, że ponad połowa microRNA nie tylko była niezbędna w rozwoju, ale oddziaływała na to w bardzo specyficznych szlakach.
"Chcieliśmy wiedzieć, czy microRNA jest ważne, czy działa specyficznie, i uzyskaliśmy odpowiedź - oddziałuje ono na podstawowe szlaki i ma ograniczoną ilość krytycznych celów" - powiedział Ulrike Gaul. "Dużo podstawowych procesów w rozwoju jest regulowana przez microRNA, m.in. modelowanie ciała, morfogenezę, rozwój układu nerwowego i mięśniowego."
Śmierć komórek w rozwoju nie jest niczym niezwykłym. W rozwijającym się embrionie powstaje nadmiar wielu komórek, np. nerwowych, i te które nie wytworzą połączeń z komórkami docelowymi są usuwane. Geny odpowiedzialne za śmierć komórki ulegają ekspresji w wielu zdrowych komórkach, by w odpowiednim momencie móc ją spowodować.
Nowe badanie wskazuje, że to microRNA stoi pomiędzy przeżyciem a śmiercią komórek, powodowaną przez "geny śmierci" Hid, Grim i Reaper (HGR) muszki owocowej. microRNA wiąże się do mRNA tych genów, co uniemożliwia syntezę białek. W momencie zablokowania microRNA białka HGR są produkowane i powodują masową apoptozę komórek, prowadząc do zabicia zarodka muchy.
Funkcje zapobiegające śmierci zarodka zależą od największej rodziny microRNA w zarodku muchy. W jej skład wchodzi 13 cząsteczek, które mają identyczną sekwencję w jednym końcu, ale różną w drugim. Spierano się, czy te różnice na jednym z końców są ważne, teraz stwierdzono, że pomagają one cząsteczce microRNA znaleźć właściwe cele.
Decyzja pomiędzy życiem a śmiercią jest tylko jedną z wielu, jakie komórka może podjąć. Przez regulacją, które cząsteczki mRNA są używane do syntezy białek, microRNA może pomóc reagować komórce bez udziału jądra. Np. zakończenia nerwów często znajdują się bardzo daleko od jądra komórki nerwowej. Zlokalizowanie i regulowanie mRNA w zakończeniach umożliwia komórkom nerwowym bardzo szybko reagować na dochodzące sygnały, przesyłać każdy sygnał do jądra i z powrotem.
Naukowcy interesują się teraz konserwatywnymi cząsteczkami microRNA, identycznymi u much i ludzi. Następne badania także mają na celu zestawienie poszczególnych cząsteczek microRNA z mRNA którymi się wiążą, co pozwoli poznać ich funkcję. Interesujące dla badaczy jest także to, jak samo microRNA jest regulowane.
Źródło: Rockefeller University