Wetenschap
Onderzoekers vinden dat RNA-bewerkingssites waarschijnlijk een belangrijkere rol spelen bij genetische ziekten
Nieuwe bevindingen van onderzoekers van de Universiteit van Buffalo laten zien dat RNA-bewerking mogelijk een grotere rol speelt in de menselijke biologie en bij de ontwikkeling van ziekten bij de mens dan algemeen wordt aangenomen.
In een artikel gepubliceerd in Communicatiebiologie op 4 mei concluderen de auteurs van het onderzoek dat het werk bewijs levert voor een genuanceerder begrip van hoe moleculaire biologie werkt, vooral in termen van hoe eiwitten en genen reageren op uitdagingen van het milieu.
RNA-bewerkingssites veroorzaken veranderingen in single nucleotide polymorphisms (SNPs) – het meest voorkomende type genetische variatie bij mensen – in getranscribeerde genen die kunnen leiden tot de codering van verschillende eiwitten. De expressie van deze verschillende eiwitten kan op zijn beurt een factor zijn bij een breed scala aan ziekten bij de mens.
De biologie veranderen
"Externe verschijnselen kunnen veranderingen in uw biologie teweegbrengen en zo de manier veranderen waarop u reageert op uitdagingen waarmee u wordt geconfronteerd, of dat nu infectieziekten of klimaatverandering zijn", legt Peter L. Elkin, MD, corresponderend auteur en professor en voorzitter van de afdeling Biomedische Informatica uit. aan de Jacobs School of Medicine and Biomedical Sciences aan de UB.
Met dit soort uitdagingen, vervolgt hij, wordt interferon opgereguleerd, wat de afgifte van APOBEC-enzymen stimuleert, een familie van enzymen die RNA bewerken.
Het onderzoek richt zich op deze familie van enzymen. Het team van Elkin ontdekte dat 4,5% van de SNP's die resulteren in een specifiek type verandering in DNA waarschijnlijke locaties zijn voor RNA-bewerking. Als dit soort RNA-bewerking zelfs maar op een fractie van deze locaties plaatsvindt, stellen de auteurs, zou dit betekenisvolle gevolgen kunnen hebben voor de menselijke gezondheid.
Eerder werk heeft enige relatie aangetoond tussen APOBEC-gemedieerde RNA-bewerking en bepaalde auto-immuun- en neurologische ziekten. Elkin voegt eraan toe dat bij ongeveer 70% van de genetische neurologische ziekten ten minste één RNA-bewerkingssite betrokken is.
"Er zijn specifieke gebieden in het genoom waarvan we hebben vastgesteld dat ze vatbaar zijn voor dit soort veranderingen", zegt hij, wat suggereert dat RNA-bewerkingssites daarom een aanzienlijk effect kunnen hebben op genetische ziekten.
De onderzoekers raakten verder geïntrigeerd toen hun medewerkers van het Roswell Park Comprehensive Cancer Center ontdekten dat RNA-bewerkingssites betrokken waren bij bepaalde vormen van kanker.
"Het begon bij me op te komen dat RNA-bewerkingssites een grotere rol zouden kunnen spelen bij ziekten dan eerder werd gedacht", zegt Elkin.
RNAzie
Om alle RNA-bewerkingssites in het genoom te ontdekken, ontwikkelde het team een computationeel hulpmiddel genaamd RNAsee, dat ze valideerden met machinaal leren.
Uit de tool bleek dat 22,7% van de door RNAsee gevonden potentiële bewerkingssites als waarschijnlijk pathogeen of pathogeen werd bestempeld, terwijl slechts 9,2% als waarschijnlijk goedaardig of goedaardig werd bestempeld.
De auteurs schrijven dat deze bevinding aantoont dat het type RNA-bewerking dat zij hebben bestudeerd “een substantiële mogelijkheid heeft om de menselijke gezondheid negatief te beïnvloeden.”
"Dit werk voegt een nieuwe dimensie toe aan ons begrip van hoe ons proteoom zich ontwikkelt", zegt Elkin, verwijzend naar de volledige reeks eiwitten die mensen tot expressie brengen.
De volgende stap in het werk, zo voegt hij eraan toe, zou zijn voor onderzoekers die werken aan de genetica van specifieke ziekten waarbij RNA-bewerkingssites zijn gevonden om deze bevindingen op te volgen.
"Mijn hoop is dat onderzoekers basisexperimenten zullen uitvoeren waarbij ze kijken naar genen waarin we RNA-bewerkingssites hebben gevonden", zegt Elkin.