Tajemný svět RNA: některé „nekódující“ RNA ve skutečnosti vyrábějí proteiny

To, co bylo dlouho považováno za genetický „šum“, se ukazuje jako významná součást regulační sítě na úrovni buňky i celého organismu. Tvrdí to mový přehledový článek vědců z MBÚ AV ČR, který se věnuje tzv. dlouhým nekódujícím RNA.

To, co biologové po desetiletí označovali za „nekódující RNA“, nemusí být ve skutečnosti tak nekódující, jak se dosud zdálo. Nový přehledový článek vědců z Mikrobiologického ústavu AV ČR (MBÚ AV ČR), Laboratoře regulace genové exprese, publikovaný v časopise The EMBO Journal se věnuje tzv.

dlouhým nekódujícím RNA (lncRNA). Ukazuje se, že tyto RNA slouží jako předloha pro vznik malých, ale biologicky významných bílkovin, které se podílí na řízení metabolismu, imunity, vývoji organismu i vzniku nemocí.

Ztraceno v překladu

Genetická informace se z deoxyribonukleové kyseliny (DNA) přepisuje do ribonukleové kyseliny (RNA) a následně překládá do proteinu. Ve světě biologie dlouho platilo jednoduché pravidlo: geny obsahující instrukce pro tvorbu proteinů jsou důležité a je jich zhruba 20 tisíc, zatímco velká část zbytku genomu vytváří RNA, která proteiny nekóduje.

V posledních dvou desetiletích se však ukazuje, že realita je mnohem složitější.

Výzkumníci z Mikrobiologického ústavu AV ČR odhalují skrytý svět dlouhých nekódujících RNA.

V říši RNA

V lidském genomu existují desetitisíce tzv. dlouhých nekódujících RNA (lnc RNA) genů, jejichž funkce je z velké části záhadou. Některé z těchto molekul jsou schopny produkovat velmi krátké peptidy nebo mikroproteiny, obvykle o délce několik desítek aminokyselin.

Jsou mnohem menší než běžné proteiny, vznikají často jen v některých buňkách a za určitých podmínek. Proto bylo mnoho z nich objeveno až v posledních 10 letech. Jako když hledáte jednu krátkou větu v knihovně plné milionů knih.

Díky pokrokům v bioinformatice a laboratorních metodách ovšem skrytý translační potenciál dlouhých nekódujících RNA postupně vyplouvá na světlo. Dokládá to i velký počet publikací, které přinesly mnoho zajímavých objevů v poměrně krátkém časovém horizontu posledních 10 až 20 let.

Mikroproteiny vznikající z dlouhých nekódujících RNA patří k nejmladším objevům molekulární biologie.

Malé proteiny s velkým vlivem

V rozsáhlém přehledovém článku pětičlenný tým autorů pod vedením Leoše S. Valáška mimo jiné shrnuje funkce, kterých se mikro peptidy odvozené z dlouhých nekódujících RNA genů v buňce účastní. Regulují řadu důležitých procesů, například:

energetický metabolismus, opravné a regulační mechanismy DNA, fungování imunitního systému, vývoj nervové soustavy, vývoj svalů, reakce na stres, buněčné dělení či vznik a šíření nádorových onemocnění.

Vědci také uvedli několik zajímavých příkladů, kdy se na regulaci buněčných procesů podílí peptidy nejen samy o sobě, ale ve spolupráci se svojí RNA předlohou.

Objev kódujících oblastí v RNA, které byly původně považovány za nekódující, představuje další krok v proměně našeho pohledu na genetickou informaci. Ukazuje se, že mezi klasickými geny a nekódujícími oblastmi neexistuje ostrá hranice a že lidské buňky obsahují dosud skrytý svět stovek neznámých proteinů.