Wetenschappers hebben ontdekt hoe een moleculair complex dat bekend staat als het spliceosoom, de niet-coderende secties (introns) van RNA-moleculen correct identificeert en verwijdert, een cruciale stap in genexpressie. Deze doorbraak, gepubliceerd in het tijdschrift 'Cell', werpt licht op de complexe mechanismen die zorgen voor nauwkeurige RNA-splitsing en de productie van functionele eiwitten.

RNA-splitsing is een fundamenteel proces dat het initiële RNA-transcript, bekend als pre-messenger-RNA (pre-mRNA), omzet in volwassen messenger-RNA (mRNA). Tijdens dit proces worden specifieke regio's van het pre-mRNA, de introns, uitgesneden, terwijl de resterende coderende regio's, de exons, worden samengevoegd om het uiteindelijke mRNA-molecuul te vormen. Dit proces is essentieel voor de productie van functionele eiwitten die verschillende taken binnen de cel uitvoeren.

Het spliceosoom, een dynamische moleculaire machine bestaande uit RNA- en eiwitcomponenten, speelt een centrale rol bij de RNA-splitsing. Het identificeert nauwkeurig de splitsingsplaatsen die de grenzen van introns en exons markeren, waardoor de precieze verwijdering en ligatie van de exons wordt vergemakkelijkt. Hoe het spliceosoom dit hoge niveau van precisie bereikt, blijft echter een uitdagende vraag.

Om deze vraag te beantwoorden, is een internationaal team van wetenschappers van de Universiteit van Cambridge, het MRC Laboratory of Molecular Biology en de University of California, Berkeley begonnen aan een uitgebreid onderzoek met behulp van een combinatie van biochemische, genetische en structurele benaderingen.

De onderzoekers concentreerden zich op een specifiek gebied binnen het spliceosoom dat bekend staat als het Branch Point Recognition Complex (BPRC), verantwoordelijk voor het herkennen en binden aan een unieke sequentie binnen het intron, wat het begin van het splitsingsproces markeert. Door middel van gedetailleerde structurele analyses en functionele testen identificeerden ze een kritische RNA-bindingsplaats binnen het BPRC en bepaalden hoe deze interageert met de intronsequentie.

Bovendien ontdekte het team hoe deze interactie leidt tot conformationele veranderingen die er uiteindelijk voor zorgen dat het spliceosoom het intron verwijdert en de exons afbindt, wat resulteert in de vorming van volwassen mRNA. Hun bevindingen onthulden een nauwkeurig en ingewikkeld mechanisme waarmee het spliceosoom nauwkeurige RNA-splitsing uitvoert.

"Onze studie biedt een dieper inzicht in de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan de betrouwbaarheid van RNA-splitsing, waardoor een van de meest fundamentele processen in genexpressie wordt belicht", aldus Dr. Manuel Ares Jr., een senior auteur van de studie. "Het begrijpen van de complexiteit van splitsing zal de weg vrijmaken voor toekomstig onderzoek gericht op het ontwikkelen van therapeutische strategieën om splitsingsdefecten te corrigeren die verband houden met ziekten zoals kanker en neurodegeneratieve aandoeningen."

Het nauwkeurig identificeren en verwijderen van introns uit RNA-moleculen is van cruciaal belang voor het goed functioneren van cellen en de productie van functionele eiwitten. Dit werk werpt licht op de ingewikkelde mechanismen die door het spliceosoom worden gebruikt, waardoor nieuwe wegen worden geopend voor verder onderzoek en mogelijke therapeutische toepassingen bij RNA-gerelateerde ziekten.