Tutkimus: Geenit voivat yhdistyä luodakseen tuntemattomia proteiineja

Harvard Medical Schoolin tutkijat ovat havainneet, että eri geenien ohjeet – jopa ne, jotka sijaitsevat eri kromosomeissa – voivat yhdistyä luodakseen kimeerisiä mRNA-molekyylejä, jotka tuottavat aiemmin tuntemattomia, toiminnallisia proteiineja. Löydökset, jotka julkaistiin keskiviikkona Nature Springer Nature Groupin lehdessä, haastavat pitkään vallinneen käsityksen siitä, että jokainen noin 20 000 ihmisen geenistä koodaa vain yhtä proteiinityyppiä.nature+1

30 000 piilotetun molekyylin kirjasto

Käyttämällä RNA:n suorasekvensointia tiimi kokosi niin sanotun pimeän genomin kirjaston, jota vastaava kirjoittaja ja Harvard Medical Schoolin immunologian apulaisprofessori Ruaidhrí Jackson kutsuu yli 30 000 kimeerisen mRNA-molekyylin luetteloksi, joita on havaittu ainakin kerran nisäkässoluissa. Tutkijat profiloivat lähes 400 näistä, joita tulehdussignaalit säätelevät, mukaan lukien kimeeriset mRNA-molekyylit, jotka ovat säilyneet sekä ihmisen että hiiren immuunisoluissa.news-medical+1

"Kukaan ei tiedä, että näitä on olemassa. Lääketiede ei tiedä niiden olemassaolosta, lääketeollisuus ei tiedä niiden olemassaolosta", Jackson sanoi Harvard Medical Schoolin tiedotteessa. "Olemme löytäneet täysin uuden geenien säätelyjärjestelmän, joka voisi laajentaa tunnettua genomia ja proteomia dramaattisesti."hms.harvard+1

Vaikka kimeeristä mRNA:ta on havaittu yksisoluisissa organismeissa ja selkärangattomissa, nämä järjestelmät eivät näytä luovan proteiineja, eikä ilmiötä ole aiemmin dokumentoitu nisäkkäillä. Aiemmat RNA-sekvensoinnin tulokset vihjasivat toisinaan kimeerisen mRNA:n esiintymisestä terveessä kudoksessa, mutta perinteisillä tekniikoilla niitä oli vaikea havaita luotettavasti.news-medical+1

Toiminnan todistaminen

Testatakseen, tuottavatko kimeeriset mRNA-molekyylit biologisesti merkittäviä proteiineja, tiimi tutki hiiriltä löytynyttä tapausta: GSDMD- ja TMEM106A-geenien fuusiota. He vahvistivat, että kimeerinen proteiini esiintyy luonnollisesti osana immuunivastetta useissa hiirikannoissa, ja kehittivät sitten geneettisen työkalun sen tuotannon estämiseksi ilman, että kaksi alkuperäistä proteiinia häiriintyvät.news-medical+1

Hiiret, joilta puuttui kimeerinen proteiini, kehittivät hitaamman immuunivasteen ja kykenivät huonommin torjumaan Salmonella-infektiota, jolloin immuuniprosessi heikkeni lähes 50 prosenttia. Sepsismallissa 70 prosenttia hiiristä, joilla ei ollut kimeeristä proteiinia, selviytyi normaalisti tappavasta endotoksiiniannoksesta vaimentuneen immuunivasteensa vuoksi. Yhteistyössä Modernan ↘ 1.29% kanssa tutkijat kehittivät mRNA:ta tehostamaan kimeerisen proteiinin tuotantoa, mikä vahvisti sen roolin pyroptoosin kiihdyttämisessä – vaikka se ei pysty avaamaan solukalvoja ilman tavallista GSDMD-proteiinia.hms.harvard+1

Vaikutukset lääketieteeseen

Jacksonin laboratorio tutkii nyt kimeerisiä mRNA-molekyylejä, jotka voisivat liittyä syöpään, tulehdussairauksiin ja hermoston rappeumasairauksiin, ja jakaa lisäsekvenssejä yhteistyökumppaneille useilla eri aloilla.news-medical+1

"Haluamme selvittää, mitkä näistä ovat toiminnassa nykyisin parantumattomissa sairauksissa", Jackson sanoi. "Uskomme, että voimme löytää uusia tekijöitä, jotka lääketiede, lääketeollisuus ja biolääketiede yleisesti ovat täysin sivuuttaneet."hms.harvard