Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Studie kijkt naar de solo-act van RNA in het steeds veranderende stadium van cellulaire dynamiek

"De meeste onderzoeken waren gericht op eiwitten, met het idee dat eiwitten deze vloeistofachtige condensaten vormen, en we zijn erg geïnteresseerd in wat RNA met dit proces doet. Tot nu toe zijn de onderzoeken beperkt gebleven tot het onderzoeken hoe RNA eiwitten kan reguleren." fasescheiding, dus we kijken naar RNA in een meer regulerende rol."

De studie werd uitgevoerd in samenwerking met Rohit Pappu, Ph.D., de Gene K. Beare Distinguished Professor of biomedical engineering aan de Washington University in St. Louis, en Venkat Gopalan, Phd, professor in de chemie en biochemie aan de Ohio State University. /P>

Onderzoek naar de solo-act van RNA

Banerjee en Gable Wadsworth, een postdoctoraal onderzoeker in het laboratorium van Banerjee en eerste auteur van de studie, raakten geïntrigeerd door de manier waarop RNA uit zijn regulerende rol zou kunnen breken en op zichzelf zou kunnen scheiden. Door systematisch speurwerk concludeerden ze dat alle RNA-moleculen een fasegedrag met een lagere kritische oplossingstemperatuur (LCST) lijken te hebben, waarbij fasescheiding de voorkeur heeft bij hoge temperaturen. Wat hen echter echt verraste, was dat polyfosfaat, de RNA-skelet zonder de nucleobasen en de ribosegroep, ook LCST-fasegedrag vertoonde.

Om dit waargenomen fenomeen tot op de bodem uit te zoeken, werkten Banerjee en Wadsworth samen met Pappu en zijn groep om de mechanismen te begrijpen die ten grondslag liggen aan het gedrag.

"We gebruikten berekeningen en een deel van ons theoretische inzicht in het gedrag van de LCST-fase en realiseerden ons dat wat Banerjee en collega's observeerden een combinatie was van twee processen", zegt Pappu. "De fosfaatruggengraat en de oplossingionen lossen op bij toenemende temperatuur. Het verlies van hydratatiewater uit complementaire helften zorgt ervoor dat RNA-moleculen elkaar zoeken, en de ionen overbruggen fosfaatgroepen binnen en tussen verschillende moleculen om fasescheiding mogelijk te maken."

Als resultaat hiervan worden de gecondenseerde fasen fysiek verknoopte netwerken, en samen kwamen de groepen van Pappu en Banerjee tot de conclusie dat de netwerken die mogelijk worden gemaakt door sterke interacties tussen RNA-moleculen, ander fasegedrag bij verwarming of koeling mogelijk kunnen maken. Het team ontdekte met name dat het verlagen van de temperatuur kan leiden tot aanhoudende condensatie. Het laboratorium van Banerjee werkte ook samen met het laboratorium van Gopalan om te begrijpen hoe condensaatvorming en de wisselwerking tussen fasescheiding en percolatie de functies van een oud RNA-enzym beïnvloeden.

"RNA heeft een interessante thermometer, die temperatuurveranderingen waarneemt", zegt Banerjee. "Deze studie is een nieuwe richting in de manier waarop we denken over fasescheiding van moleculen in het algemeen, en zou kunnen leiden tot een nieuw begrip van de biologie, biofysica, materiaalkunde en zelfs de oorsprong van het leven."

Pappu voegt eraan toe dat hij het thermoresponsieve fasegedrag van RNA wil gebruiken in een reeks toepassingen, van geheugenverwerking en -opslag tot biomaterialen.

Meer informatie: Gable M. Wadsworth et al, RNA's ondergaan faseovergangen met lagere kritische oplossingstemperaturen, Natuurchemie (2023). DOI:10.1038/s41557-023-01353-4

Journaalinformatie: Natuurchemie

Aangeboden door de Universiteit van Buffalo




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Hoe vanilleteelt op de juiste plek loont voor mens en natuur
  2. Wanneer treedt melkzuurfermentatie op?
  3. Sociale gevoeligheid:leider-volger dynamiek van invloedrijke individuen in een sociale groep
  4. Zwarte geit gaat weer gedijen in Israël
  5. Waarom ernstig bedreigde vrouwelijke walvissen moeite hebben om zich voort te planten
  6. Energiestroom (ecosysteem): definitie, proces en voorbeelden (met diagram)
  7. Uit een fossiel gevonden in Duitsland blijkt dat een familielid van zeesterren 150 miljoen jaar geleden betrokken was bij klonale fragmentatie
  8. Onderzoek naar schapengenen kan helpen om gezondere dieren te fokken
  9. Scheiding komt vaker voor bij albatrosparen met verlegen mannen, studievondsten

Wetenschap