‚Kissing loops“ im RNA-Molekül essentiell für seine Rolle in der tumor-Unterdrückung
Menschliche Zellen-wie die vieler anderer Organismen-haben Mechanismen entwickelt, um zu schützen uns vor Krebs. Gesunde Zellen produzieren eine suite von Molekülen, stoppen Sie schädliche Mutationen ansammeln. Die meisten berühmten Wächter des Genoms ist das protein p53: immer dann, wenn p53 inaktiv ist, oder defekt ist, das Risiko an Krebs zu erkranken, steigt deutlich. MEG3, die untersucht wurde, im detail von Marco Marcia und seine Gruppe am EMBL in Grenoble, ist ein weiterer Krebs-Verhinderung-Molekül, die unsere Zellen produzieren. Seine Funktion ergibt sich aus der Stimulierung von p53. Jedoch, im Gegensatz zu p53, MEG3 ist nicht für ein protein und gehört zu einer Klasse von RNA-Molekülen entdeckt, die innerhalb der letzten 20 Jahre, genannt lange, nicht-kodierende RNAs; lncRNAs für kurze.
Während menschliche Zellen wahrscheinlich enthalten mehr lncRNAs als die Proteine, die biologische Bedeutung und die Mechanismen der Wirkung dieser RNAs, bleibt weitgehend unklar. Einige lncRNAs, wie MEG3, sind im Zusammenhang mit Krankheiten, aber die Wissenschaftler haben es nicht gelungen zu entschlüsseln, wie Sie genau arbeiten. Diese Skepsis ausgelöst hat bei einigen Forschern auf dem Gebiet, sagt Marcia: „Weil der Mangel an molekularen Verständnis von, wie lncRNAs arbeiten viele Wissenschaftler immer noch Zweifel an der tatsächlichen funktionalen Bedeutung dieser Moleküle.“
Warum die Form und Funktion sind miteinander verbunden
Marcia war es das Ziel, dies zu ändern Wahrnehmung, durch die Untersuchung der drei-dimensionalen Form von lncRNAs. Er und seine Fraktion hoffe, dass mehr wissen über lncRNA Strukturen helfen, zu verstehen, wie diese Moleküle funktionieren.
„3D-Strukturen bieten die molekulare Karte, die molekularen kartographie von biologischen Molekülen. Wann besucht man eine neue Stadt, man will wissen, wo der Bahnhof ist, wo das Rathaus, die Schulen, die parks sind, denn das sind die Elemente der Stadt, die machen es richtig funktionieren. Das gleiche gilt für Biomoleküle: Sie wollen wissen, wie Sie gefaltet sind und so strukturiert, dass Sie erkennen Ihre funktionelle Einheiten“, sagt Marcia.
Mit der Biochemie, Zellbiologie und single-particle atomic force microscopy, das team untersucht die Struktur der MEG3 im detail. Die Gruppe systematisch entfernt und geändert werden die Bausteine des MEG3, um herauszufinden, welche von Ihnen wesentlich sind für seine Funktionalität. Auf diese Weise entdeckten die Forscher zwei Elemente innerhalb des Moleküls sind wichtig für seine Funktion als Tumorsuppressor als andere. Interessanterweise bilden diese Elemente Haarnadel-Strukturen, die Biologen nennen ‚kissing loops“, interagieren mit jeder anderen in drei Dimensionen.
Wenn diese küssen Schleifen gestört wurden durch die Manipulation der Bausteine des MEG3, der Tumor-Unterdrückung-Funktion der MEG3 war auch gestört. Die Ergebnisse der Gruppe könnte weitreichende Auswirkungen, erklärt Marcia: „Die Tatsache, dass die 3D-Struktur von lncRNAs ist wichtig, wirft ein neues Licht auf diese Moleküle. Es zeigt, dass lncRNA Moleküle sind viel anspruchsvoller, als wir dachten, denn Sie müssen kontrolliert und gefaltet werden, sehr genau, um richtig zu arbeiten.“
Verbesserung der Diagnose und Behandlung von Hirntumoren
MEG3 ist reichlich in verschiedenen säugetier-Geweben, insbesondere Gehirn und endokrine Drüsen wie die Hypophyse. Tumore im Gehirn und der Hypophyse, kann sich entwickeln, wenn MEG3 nicht richtig funktioniert. Bisher werden diese Arten von Tumoren können nur behandelt werden, durch eine Operation. Eine Möglichkeit der überwindung der Notwendigkeit für invasive Chirurgie wäre zu stimulieren MEG3-Aktivität im Tumor.
Die Gestaltung von Drogen, die Stabilisierung der MEG3 küssen Schleifen verbessern könnte seine Tumorsuppressor-Funktion, um den Punkt, wo es kann, Verhaftung Tumorwachstum. Kenntnisse über die Zusammensetzung der gesunden MEG3 könnte auch helfen, Menschen zu identifizieren mit ungewöhnlich gefaltet, MEG3, die sind einem höheren Risiko der Entwicklung von Krebs.
Die ungelösten Rätsel rund um MEG3 und andere lncRNAs
Trotz Ihrer akribischen Arbeit, die Gruppe ist nicht gelöst umliegenden MEG3, betont Marcia: „Wir müssen noch entdecken, die genaue Reihenfolge der Ereignisse, die dazu führen, MEG3-abhängige Aktivierung und die stimulation von p53.“
Die Ergebnisse, die in diesem neuen Papier, das auch Beiträge von Kolleginnen und Kollegen am Institut de Biologie Structurale (Grenoble), der Abteilung CIBIO (Universität Trient) und die Max Delbrück-Center (Berlin), präsentieren die detaillierten molekularen Einblick in eine lncRNA to date, aber Auslöser ist die Frage, ob 3D-Strukturen sind gleichermaßen wichtig für die Funktion der anderen lncRNAs. Marcia und seine Gruppe wollen auch weiterhin die Analyse der Struktur und Funktion von weiteren lncRNAs. Allerdings wird es unmöglich sein, für Sie allein zu studieren, die viele Tausende von lncRNAs, die menschlichen Zellen zu produzieren. „Ich hoffe wirklich, dass die Methoden und experimentellen Ansatz, den wir verfolgt haben, die anregen, andere Kollegen in die Gemeinschaft zu Holen, die Leitung von unsere Studie und helfen Sie uns, erweitern die Charakterisierung von lncRNAs“, sagt Marcia.