_ Cercetătorii dezvoltă metodă de a mapa interacțiunile regiunilor specifice ARN din celulele vii

Interacțiunea dintre acidul ribonucleic (ARN) și proteine ​​nu este importantă doar pentru menținerea homeostaziei celulare, ci este și în centrul conflictului dintre virus și gazdă. Până acum, nu a existat nicio metodă de a mapa la nivel global interacțiunile directe ale regiunilor individuale de ARN într-un mod imparțial, fără a fi nevoie de modificarea genetică a ARN-ului sau celulei țintă.

Cercetătorii de la Institutul Helmholtz pentru ARN bazat pe ARN. Cercetarea infecțiilor (HIRI) din Würzburg și Broad Institute of MIT și Harvard au dezvoltat acum un instrument inovator care depășește această limitare. Descoperirile lor au fost publicate recent în jurnalul Nucleic Acids Research.

Atunci când virușii ARN, inclusiv coronavirusul SARS-CoV-2, ne infectează celulele, ei folosesc elemente de reglare a ARN pentru a recruta proteine ​​ale virusului și ale gazdei în ordine. pentru a-și executa propriul program de exprimare a genelor și pentru a permite producerea de descendență virală. Înțelegerea interacțiunilor ARN-urilor virale și a elementelor de reglementare din acestea este, prin urmare, primul pas către identificarea vulnerabilităților în procesul de replicare virală și facilitarea designului rațional de noi antivirale.

Cercetătorii au dezvoltat recent o nouă metodă care, pentru prima dată, permite descoperirea interacțiunilor pentru regiuni specifice din cadrul unei molecule de ARN țintă. Folosind spectrometria de masă, tehnica, numită SHIFTR, permite cartografierea imparțială și cuprinzătoare a proteinelor care interacționează cu o anumită secvență de ARN - în celule vii și fără modificări genetice.

„Până acum, nu a fost posibil. pentru a studia interacțiunea dintre proteine ​​și regiunile individuale de ARN din celulele vii fără manipulare genetică, de exemplu, prin adăugarea de secvențe de etichete la ARN-ul țintă. Metoda noastră, numită SHIFTR, oferă în sfârșit acest lucru și este, de asemenea, ușor de executat.

„Dincolo de rezoluția regiunii, SHIFTR necesită, de asemenea, ordin de mărime mai puțin material de intrare în comparație cu stadiul tehnicii, este foarte scalabil și rentabil”, explică Mathias Munschauer, care conduce un grup de cercetare la Helmholtz. Institutul Würzburg, un site al Centrului Braunschweig Helmholtz pentru Cercetarea Infecțiilor (HZI) în cooperare cu Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg.

„Cu acest nou instrument putem determina interacțiunile pentru aproape fiecare ARN-ul celular și fiecare element de reglementare din cadrul acestor ARN”, spune Jens Aydin, Ph.D. student în grupul de cercetare al lui Mathias Munschauer și primul autor al studiului în Cercetarea acizilor nucleici. „Acest lucru poate schimba fundamental modul în care privim ARN-ul în celulă – o piatră de hotar crucială”, adaugă Munschauer.

Folosind noua metodă, echipa de cercetare a reușit să arunce o lumină suplimentară asupra procesului de replicare a SARS. -CoV-2. Oamenii de știință au examinat separat diferite regiuni de secvență din ARN-urile SARS-CoV-2 autentice produse în timpul infecției și au reușit să interogheze regiunile terminale 5’ și 3’ ale ARN-ului viral pentru prima dată. Se știe că aceste regiuni conțin elemente de reglare netraduse care controlează sinteza proteinelor și stabilitatea ARN, precum și replicarea genomului viral.

Pe lângă interactori cunoscuți, echipa a descoperit interacțiuni necunoscute anterior cu proteinele legate de biogeneza ARN-urilor virale. Unele dintre aceste interacțiuni recent descoperite ar putea servi drept ținte pentru terapii antivirale inovatoare.

În viitor, SHIFTR poate fi valorificat pentru a înțelege mai bine modul în care transcriptoamele celulare, totalitatea moleculelor de ARN dintr-o celulă, sunt reglementate în sănătate. și boli, care pot descoperi noi interdependențe de reglementare și ținte de droguri.

În plus, cercetătorii pot folosi, de asemenea, platforma SHIFTR pentru a caracteriza modul în care terapiile bazate pe ARN interacționează cu mecanismul de reglementare al celulei țintă, ceea ce ar putea inspira eforturile de a proiecta medicamente optimizate pe bază de ARN, cum ar fi vaccinurile ARNm. .

(Fluierul)