Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Ny viden om vores arvemasse

Danske forskere har opdaget en helt ny funktion i vores celler, som på sigt kan have stor betydning for forståelsen og behandlingen af en lang række humane sygdomme. Resultaterne er beskrevet i det internationale tidsskrift Nature.

28.02.2013 | Rasmus Rørbæk Christensen

Illustration viser det cirkulære molekyle, ciRS-7, der har indfanget mikro-RNA’er, som derved inaktiveres (figur: Reza M. Zadegan)

Udtrykket at cirkulært RNA ciRS-7 og miR-7 i musehjerne. Panel a og c viser tilstedeværelsen af det ciRS-7 visualiseret med mørk farve. Når dette sammenlignes med tilstedeværelsen af miR-7 (panel b og d), ser man et tydeligt overlap. I panel e ser man forekomsten af ciRS-7 farvet med en fluoroscerende markør, som viser, at dette cirkulære RNA er et af de højst udtrykte RNAer i musens hjerne neuroner (figur: Thomas Birkballe Hansen og Bettina H. Clausen) - Klik figurer for større udgave

Ingen celler - intet liv. Så enkelt kan det siges. Men derfra til fuldt ud at forstå, hvordan cellerne fungerer og skaber de strukturer, som er altdominerende for liv – der er et stykke vej endnu.

Nu er det lykkedes forskere på Aarhus Universitet at blotlægge en hidtil ukendt del af cellernes adfærd ved at identificere og analysere et nyt molekyle, der kan regulere vores gener: Et cirkulært molekyle, der mest af alt fungerer som en ’svamp’ ved at tiltrække og inaktivere en vigtig mikro-RNA, der menes at have betydning for bl.a. dannelsen af Parkinsons syge og diabetes hos mennesker.

”Vi har, i samarbejde med Syddansk Universitet, klarlagt funktionen af et cirkulært molekyle, ’ciRS-7’, der er i stand til at standse en funktionalitet i vores celler, som vi indtil nu ikke har sat spørgsmålstegn ved. Både på det biologiske og det konceptuelle plan er det en vigtig opdagelse.”, forklarer Thomas Birkballe Hansen, der udover at være førsteforfatter på artiklen i Nature, er postdoc på Institut for Molekylærbiologi og Genetik.

Hvad har mikro-RNA gjort for mig på det seneste?

Styringen af hvilke gener, der skal udtrykkes hvor og hvornår i vores celler, er altafgørende for, om der skal dannes f.eks. hud, knogler, hjerne eller blod. Det er også ofte denne styring, der går galt, når celler bliver misdannede eller syge. Blotlæggelsen af cellernes adfærd er første skridt på vejen mod en bedre forståelse af cellernes betydning for hele organismen.

“Dogmet” i molekylærbiologien var indtil 2001, at DNA transskriberes til RNA, som derefter translateres til proteiner. Proteinerne blev altså set som de primære elementer i det genetiske maskinrum, hvor såkaldte budbringer-RNA fungerede som stencil til nye proteiner. Det ændrede sig, da man fandt mikro-RNA.

I dag ved man, at mikro-RNA er små stykker arvemateriale, der spiller en vigtig rolle i reguleringen af gener primært ved at nedbryde budbringer-RNA og forhindre dannelsen af protein. Med andre ord: Mikro-RNA styrer udtrykket af gener.

”Mikro-RNA fungerer ved at interagere med budbringer-RNA. Derved rekrutteres specifikke enzymer, som sørger for nedbrydning af budbringer RNAet – en nedbrydning der er afhængig af, at budbringer molekylet er lineært. ciRS-7 interagerer med miR-7, én af de mest udbredte mikro-RNA typer, men da ciRS-7 som nævnt er cirkulær, så er den resistent overfor normal mikro-RNA medieret nedbrydning. Resultatet er i stedet, at ciRS-7 annullerer funktionen af mikro-RNA-7,” siger Thomas Hansen.

Det vil sige, at mens miR-7 bestemmer over, hvilke proteiner der får lov at blive skabt, så kan det cirkulære molekyle afgøre, hvor effektivt mikro-RNA-7 udfører sit arbejde.

Det banebrydende arbejde har introduceret cirkulære RNA som funktionelle entiteter i cellen og afdækket eksistensen af et hidtil ukendt lag af regulering, der er udbredt i mennesker og højerestående dyr.

Det nye molekyle åbner på sigt mulighed for nye behandlingsstrategier, hvor cirkulære RNA molekyler anvendes til behandling af neurologiske og formodentlig også mange andre sygdomme. Der skal dog meget mere forskning til, før opdagelsen kan få en praktisk anvendelse.

Fundet er resultatet af et samarbejde mellem to forskningsgrupper på Aarhus Universitet ledet af hhv. Christian K Damgaard og Jørgen Kjems med deltagelse fra Thomas B. Hansen, Trine I. Jensen og Jesper B. Bramsen. Bettina H. Clausen og Bente Finsen fra Syddansk Universitet har også deltaget.



Kontakt:

Postdoc Thomas Birkballe Hansen

Institut for Molekylærbiologi og Genetik
Aarhus Universitet, E-mail: tbh@mb.au.dk

Professor Jørgen Kjems

Institut for Molekylærbiologi og Genetik
Interdisciplinært  Nano Science Center (iNANO)
Aarhus Universitet
Telefon: 2899 2086
E-mail: jk@mb.au.dk

Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Offentligheden / Pressen