A génexpresszió szabályozásának újabb szintje
Hírvivő, azaz mRNS-ekből és mikroRNS-ekből álló szabályozási hálózatot tártak fel rendszerbiológusok, ami magyarázattal szolgálhat a genetikai sötét anyag rejtélyére, a betegségek és az öröklődő jellegzetességek genetikai hátterének mibenlétére.
Tudjuk, hogy bizonyos betegségek kialakulásában szerepet játszik a genetika, mivel azok családi halmozódást mutatnak és a populációs vizsgálatok is ezt bizonyítják; egyes kórok esetén a családtagok kockázata két-háromszoros, sőt az is előfordul, hogy harmincszoros, azonban a genomikai vizsgálatokkal eddig maximum 50 százalékos kockázatnövekedés okáról tudtunk számot adni (a makuladegeneráció esetében).
Mint arról korábban már beszámoltunk, a legtöbb komplex betegségnél a statisztikailag kimutatott örökletesség mindössze 5 százalékának ismerjük a konkrét genetikai hátterét, ahogy az egyéb öröklődő jellegzetességeknél, például a testmagasságnál is ez a helyzet. Francis Collins, a korábbi Human Genom Projekt vezetője szerint a gyakori, komplex betegségek genetikájában ma a sötét anyag rejtélye a legnagyobb kérdés.
RNS-RNS-hálózat
A Columbia Egyetem rendszerbiológusai két másik intézmény kutatóival összefogva most felfedezték, hogy az mRNS-nek nemcsak az a szerepe, hogy információt szállít a DNS-től a fehérjeszintetizáló riboszómákhoz, hanem különböző génekről átíródott mRNS-molekulák és mikroRNS-molekulák százai komplex önszabályozó alhálózatokat alkotnak (a kutatók az mPR network nevet adták a hálózatnak).
A mikroRNS-ek szerepe egy évtizede ismert: a körülbelül húsz nukleotid hosszúságú RNS-láncok az mRNS-molekulák komplementer régióihoz kötődve megakadályozzák, hogy az adott hírvivő molekuláról fehérje szintetizálódjon.
Mint arról a ScienceDaily beszámol, az mPR network-ben az mRNS-molekulák mikroRNS-ek segítségével kommunikálnak egymással, így befolyásolják más gének kifejeződését. Ha például két génnek vannak közös mikroRNS szabályozói, az egyik gén kifejeződésének változásai befolyásolják a másik gén kifejeződését. Ha például az egyik gén erősen kifejeződik, mRNS-ének mennyisége nő; a megnövekedett mennyiségű mRNS több mikroRNS-t tud megkötni, így kevesebb mikroRNS marad szabadon, hogy gátolja a másik génről átíródott mRNS-t, azaz a másik gén, illetve annak mRNS-e is nagyobb mértékben expresszálódik.
A Cell című szaklapban megjelent tanulmány első szerzője, Pavel Sumazin elmondja, hogy az emlőssejtekben elterjedt ez a mikroRNS által mediált szabályozási forma, gének ezrei szabályozzák egymást mikroRNS-molekulák százezrei közreműködésével. Méreteiben és hatásában ez a fajta hálózat hasonlít a transzkripciós szabályozó hálózatokhoz, amelyekben transzkripciós faktorok szabályozzák a gének átíródását.
A kutatók cikkükben bemutatják az RNS-RNS-hálózat működésének egy konkrét példáját is, amely a glioblasztóma kialakulásának genetikai hátterét teszi érthetővé. A glioblasztómák 20 százalékában ugyanis nem található meg a PTEN tumorszuppresszor gén mutációja (a glioblasztómák 80 százalékában ez a gén deléciót szenvedett), azonban most kiderült, hogy ezekben az esetekben 13 másik gén RNS-hálózaton keresztül gátolhatja a PTEN működését – páciensenként eltérő módon.
