Wetenschappers hebben een nieuwe manier gecreëerd om het proces te volgen waarbij genen in realtime worden gesplitst in een levend organisme. De techniek combineert een op maat gemaakte microscoop, lasers en fluorescerende kleurstoffen om de moleculaire gebeurtenissen te visualiseren die plaatsvinden wanneer een gen in een eiwit wordt omgezet.

"Dit is een compleet nieuwe manier om RNA-splitsing met hoge resolutie in levende cellen in beeld te brengen", zegt Xiaoliang Sunney Xie, onderzoeker van het Howard Hughes Medical Institute aan de Harvard University en senior auteur van een onderzoek dat de nieuwe methode beschrijft, dat op 1 november 2018 werd gepubliceerd. , in het tijdschrift Nature. "Het is een belangrijke conceptuele vooruitgang."

Gensplitsing is een cruciale stap in de productie van eiwitten, de werkpaarden van cellen. Tijdens het splitsen worden introns, niet-coderende RNA-segmenten, uit een molecuul messenger-RNA (mRNA) geknipt, en de resterende exons worden aan elkaar gesplitst om een ​​coderende sequentie te creëren. Dit proces kan meerdere eiwitten uit één enkel gen produceren.

Defecten in de splitsing worden geassocieerd met een aantal genetische ziekten. Mutaties die splitsingsplaatsen beïnvloeden, kunnen bijvoorbeeld het overslaan of opnemen van exonen veroorzaken, wat leidt tot de productie van abnormale eiwitten.

Om de splitsing in levende cellen te visualiseren, bouwden de onderzoekers een op maat gemaakte microscoop en combineerden deze met lasers en fluorescerende kleurstoffen. De lasers wekken de kleurstoffen op, die zich binden aan specifieke RNA-sequenties, waardoor de onderzoekers de bewegingen van RNA-moleculen in realtime kunnen volgen.

"We kunnen nu zien hoe splitsing plaatsvindt bij individuele RNA-moleculen," zei Xie. "We kunnen feitelijk visualiseren hoe een enkel RNA-molecuul zich binnen een cel vouwt en beweegt."

Met de nieuwe techniek hebben de onderzoekers al een aantal belangrijke ontdekkingen gedaan over splicing. Ze hebben bijvoorbeeld ontdekt dat splitsing een veel dynamischer proces is dan eerder werd gedacht. Ze hebben ook ontdekt dat splitsing wordt gereguleerd door een aantal eiwitten die aan RNA binden en de vouwing ervan controleren.

De nieuwe techniek zal naar verwachting een schat aan nieuwe informatie opleveren over splitsing en de rol ervan in genexpressie en ziekte.

"Dit is een krachtig hulpmiddel dat we kunnen gebruiken om splitsing te bestuderen op een manier die voorheen nooit mogelijk was," zei Xie. "We zijn benieuwd wat we ermee kunnen leren."

Naast Xie zijn andere auteurs van het artikel de co-eerste auteurs Xiaokun Shu en Xiaojie Zhou, beiden van de Harvard University, en Yonggang Sun van de Universiteit van Peking.