Stikala za zaznavanje RNK

Tarčna terapija je metoda, pri kateri se zdravljenje izvaja le v izbranih celicah določenega organa, najsi bodo okužene z virusom ali pa le okvarjene. Omogoča večjo specifičnost zdravljenja in pomeni manj stranskih učinkov. Raziskovalna skupina s Tehnološkega inštituta Massachusettsa je v reviji Nature Biotechnology objavila izsledke raziskave, v kateri so razvili novo tehnologijo, ki le ob prisotnosti določene molekule RNK vodi do izražanja izbranega proteina. Taka stikala za zaznavanje RNK omogočajo nove načine diagnostike in tarčne terapije.

Proces izražanja proteinov temelji na prepisu dela molekule DNK, ki kodira določen protein, v molekulo RNK, nanjo pa se nato veže ribosom, ki nukleotidno zaporedje prevede v aminokislinsko zaporedje proteina. Vezava ribosoma na RNK je v evkariontskih celicah odvisna od številnih zaporedij in struktur na RNK, zato jo je biotehnološko težko uporabiti in regulirati. Metoda, ki so jo v članku opisali znanstveniki in znanstvenice, temelji na uporabi nekonvencionalnega notranjega vezavnega mesta za ribosom, ki se imenuje internal ribosome entry site, krajše IRES. To se nahaja v genomih številnih virusov, prisotno pa je tudi na določenih točkah v človeškem genomu. Omogoča vezavo ribosoma na molekulo RNK, ob tem pa vezava ni odvisna od prisotnosti drugih specifičnih zaporedij in struktur na RNK.

Raziskovalci in raziskovalke so v celice vstavili DNK-konstrukt, v katerem so bili trije deli, ključni za delovanje sistema. Prvi element je IRES, že omenjeno vezavno mesto za ribosom. Drugi element je regija, ki je pomembna za zaznavanje sprožitvene RNK, tretji pa protein, ki se ob prisotnosti sprožitvene RNK izraža. DNK-konstrukt se v celicah prepiše v RNK, ta pa zaradi domiselne izbire nukleotidov, ki jo gradijo, zavzame kompleksno strukturo, ki preprečuje vezavo ribosoma na RNK. Ob odsotnosti sprožitvene RNK je tako sinteza proteina onemogočena. Ob prisotnosti sprožitvene RNK pa se struktura konstrukta spremeni tako, da se vezavno mesto za ribosom izpostavi, sledita vezava ribosoma na RNK in sinteza proteina.

Z optimizacijo sestave stikala za zaznavo RNK je znanstvenikom in znanstvenicam uspelo doseči do 16-kratno povečanje izražanja izbranega proteina ob prisotnosti sprožitvene RNK. Ta metoda omogoča prepoznavanje daljših sprožitvenih molekul RNK, zato je bolj specifična. Znanstveniki in znanstvenice so pokazali, da je sistem uporaben tako za detekcijo virusov kot tudi za izražanje potencialnih terapevtskih proteinov v določenih razmerah ali tkivih. Ob pogledu na rezultate lahko tako z optimizmom zremo v prihodnost novih tarčnih terapij in diagnostičnih metod, ki temeljijo na RNK-tehnologiji. 

RNK je zaznaval vajenec Luka.