Peneliti Bonn mengembangkan kotak alat serbaguna untuk karakterisasi IRESE dalam sel
Bidang penelitian “IRESES seluler” terbengkalai selama beberapa dekade, karena tidak ada standar yang seragam dari metode yang dapat diandalkan untuk karakterisasi yang jelas dari titik awal ini untuk kontrol ekspresi gen yang dimediasi ribosom. Para peneliti di University Hospital Bonn (UKB) dan University of Bonn, bekerja sama dengan Stanford University di California (AS), kini telah mengembangkan kotak alat sebagai standar emas baru untuk bidang ini. Mereka berharap menemukan elemen IRES yang kuat yang secara langsung relevan untuk biologi sintetis dan untuk aplikasi dalam terapi mRNA yang muncul. Hasil karya mereka telah diterbitkan di EMBO Journal.
Hanya baru -baru ini yang memiliki ribosom – salah satu mesin molekuler tertua dalam istilah evolusi – telah diakui sebagai regulator aktif ekspresi gen pada tingkat biosintesis protein. Ini adalah proses penting untuk pengembangan dan fungsi sel, di mana informasi genetik dikonversi menjadi protein. Langkah terakhir, di mana informasi yang dikodekan pada RNA messenger (mRNA) ditransfer, dikenal sebagai terjemahan. Kelompok penelitian “imunobiokimia” yang dipimpin oleh Prof. Kathrin Leppek di Institute of Clinical Chemistry dan Clinical Pharmacology (IKCKP) di UKB sedang menyelidiki kontrol terjemahan menggunakan interaksi langsung ribosom dengan mRNA. “Sebagai mesin terjemahan sentral yang penting untuk semua kehidupan, ribosom dan faktor -faktor yang terkait dengannya, seperti protein atau struktur RNA, adalah fokus dari minat penelitian kami,” kata Prof. Leppek, anggota kluster keunggulan Immunossensation2 di University of Bonn. “Ada semakin banyak bukti bahwa komposisi ribosom mempengaruhi terjemahan selektif sehingga ribosom yang disesuaikan secara istimewa mengikat dan menerjemahkan mRNA tertentu.”
Peran iresis dalam ekspresi gen
Sebagai contoh struktur tersebut, yang memainkan peran penting dalam inisiasi terjemahan dan dengan demikian dalam regulasi ekspresi gen, para peneliti Bonn sekarang telah menyelidiki situs masuk ribosom internal (IRESE). IRE singkatan dari “situs masuk ribosom internal”. Ini adalah urutan khusus dan terlipat dalam untai RNA yang sangat terkenal dalam bahan genetik virus untuk membajak ribosom host setelah infeksi. Virus hepatitis C atau poliovirus, misalnya, mampu memulai produksi protein virus baru secara independen dari semua faktor inisiasi berkat elemen IRES mereka. Dengan merekrut ribosom, urutan IRES memungkinkan inisiasi terjemahan secara independen dari tutup 5 'mRNA. Ini adalah tutup pelindung dengan mana untaian mRNA host sendiri dilengkapi, yang memungkinkan terjemahan dalam kondisi normal tetapi diblokir di bawah infeksi virus.
Tidak ada standar seragam untuk karakterisasi IRES yang jelas
IRE pertama kali dijelaskan dalam genom virus, yang memungkinkan replikasi virus dalam sel yang terinfeksi dengan merekrut ribosom inang. Namun, dalam beberapa dekade terakhir, semakin banyak IRESE juga telah dijelaskan dalam sel eukariotik, yang, tidak seperti virus, memiliki inti. “Ini memperkuat pandangan umum bahwa unsur -unsur ini juga terlibat dalam regulasi terjemahan dalam sel eukariotik,” kata penulis pertama makalah Philipp Koch dari Leppek Research Group di UKB dan kandidat doktor di University of Bonn. Rekannya dan rekan penulis Martin Haimann, juga kandidat doktor di University of Bonn, menambahkan: “Namun, tantangan besar adalah karakterisasi yang tepat dan dapat diandalkan dari IRESE yang baru dijelaskan, terutama dari mRNA eukariotik, yang sulit karena rintangan teknis dan artefak yang terkait dengan teknologi yang ada digunakan begitu jauh.”
Dalam pekerjaan penelitian mereka saat ini, para peneliti Bonn telah menyusun dan menguji sejumlah teknik serbaguna yang bersama -sama akan memungkinkan karakterisasi yang kuat dari IRESE di masa depan. Salah satu metode penting melibatkan penggunaan wartawan RNA melingkar, yang dapat digunakan untuk mengkonfirmasi aktivitas IRES yang dimediasi dari elemen RNA. Teknik lain termasuk teknik pewarnaan kuantitatif mRNA individu dalam jaringan embrio tikus dan penentuan tingkat terjemahan mRNA yang mengandung IRE individu. “Kotak alat yang komprehensif yang dapat diterapkan dalam sel yang dikultur dan jaringan embrio merupakan standar emas baru untuk pengujian yang kuat dan karakterisasi IRESES,” kata Philipp Koch. Penulis yang sesuai Prof. Leppek menambahkan: “Elemen IRES yang kuat secara langsung relevan untuk biologi sintetis dan terapi mRNA yang muncul.”
