Krypterede budskaber i det biologiske alfabet

Arbejdet med RNA-modifikationer er på indtog i forskningsgrupper verden over, da en kryptering af RNA-koden har vist sig at være grundlag for en meget sofistikeret kontrol af RNA’s funktion. Et dansk-tysk forskerhold har vist, at modificerede RNA-byggesten har stor betydning for, hvor hurtigt et gen kommer fra DNA til at være et funktionelt RNA-molekyle. Studiet giver vigtig ny viden om, hvordan ændringer af grundstenene i RNA-molekyler kan påvirke deres funktion.

20.06.2018 | Lisbeth Heilesen

Fig. 1. RNA består af fire byggesten (forkortet A, U, G og C) og formidler dermed sit budskab med et relativt simpelt alfabet. I de seneste år har det vist sig, at disse byggesten kan ændres ved hjælp af RNA-modifikationer på alle trin i modningsprocessen (figur: Annita Louloupi og Evgenia Ntini).

Fig. 2. Nydannet RNA består af funktionelle dele (exons) og dele uden funktion (introns). I en proces, der hedder splicing, klippes introns ud og et modent, funktionelt RNA-molekyle sammensættes udelukkende af exons. RNA-modifikationen m6A kan øge eller hæmme denne modning afhængigt af, hvor på det nydannede RNA den sidder (figur: Ulf Andersson Vang Ørom).

Vores genetiske arvemateriale, DNA, befinder sig i cellekernen, hvor gener udtrykkes og styres. DNA bliver kopieret til det mere ustabile RNA, der kan have selvstændige funktioner (ikke-kodende RNA) eller blive oversat til et protein i sidste ende i cellens cytoplasma (mRNA eller protein-kodende RNA). Undervejs gennemgår RNA flere modningstrin for at sikre, at alle gener bliver udtrykt på det rigtige tidspunkt og det rigtige sted. Et af disse trin er splicing, hvor ikke-funktionelle dele af RNA, kaldet introns, klippes ud af RNA, og kun de funktionelle dele, kaldet exons, bliver tilbage (Figur 2).

RNA består af fire byggesten (forkortet A, U, G og C) og formidler dermed sit budskab med et relativt simpelt alfabet. I de seneste år har det vist sig, at disse byggesten kan ændres ved hjælp af RNA-modifikationer på alle trin i modningsprocessen. Der findes over hundrede forskellige RNA-modifikationer, der kan forhindre og facilitere binding til proteiner, DNA og andre RNA-molekyler. På denne måde bliver RNA-koden krypteret for at sikre, at den kun bliver læst af de rette modtagere.

Forskerne har fokuseret på RNA-modifikationen m6A og vist, at RNA-molekyler kan blive mærket med denne modifikation, imens de kopieres fra DNA. Dette er gjort ved hjælp af en nyudviklet metode, TNT sekventering, der mærker nydannet RNA, så det senere kan oprenses fra cellerne. Fra det oprensede nydannede RNA kan alle molekyler, der er blevet ændret med m6A, efterfølgende isoleres ved hjælp af antistoffer. Resultaterne viser, at m6A i exons ved overgangen til introns øger modningsprocessen og sørger for en hurtigere dannelse af funktionelle RNA’er. m6A i de ikke-funktionelle introns nedsætter derimod modningen og tilbageholder disse RNA-molekyler fra at blive funktionelle (Figur 2).

Studiet er grundvidenskabeligt nyskabende, da m6A primært har været anset som et mærke, der blev sat på modne og funktionelle RNA-molekyler.


Studiet er foretaget af forskere fra Institut for Molekylærbiologi og Genetik ved Aarhus Universitet samt Max Planck Instituttet for Molekylær Genetik i Berlin og Max Delbrück Center i Berlin. Ulf Andersson Vang Ørom, lektor ved Aarhus Universitet, har ledet studiet, der netop er blevet publiceret i det anerkendte internationale tidsskrift Cell Reports.

"Transient N-6-methyladenosine Transcriptome sequencing reveals a regulatory role of m6A in splicing efficiency". Annita Louloupi, Evgenia Ntini, Thomas Conrad and Ulf Andersson Vang Ørom. Cell Reports, 23 (2018) pp. 3429-3437 


Mere information

Lektor Ulf Andersson Vang Ørom
Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Aarhus Universitet
ulf.orom@mbg.au.dk – 22288766

Forskning