RNA to swoisty przepis, dzięki któremu komórka produkuje określone białka. Zwykle RNA ma postać liniową – ma tzw. końce 3’ i 5’. Polski zespół jako pierwszy na świecie zaproponował jednak chemiczną metodę zamykania RNA w pierścień. – Trwale łączymy ze sobą końce, najsłabsze ogniwa cząsteczki, dzięki czemu RNA staje się stabilniejsze i dłużej działa w komórce – wyjaśnia w rozmowie z PAP prof. Jacek Jemielity z Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego.

Metoda, nazwana chem-circRNA, sprawdza się przy dowolnych cząsteczkach RNA - zarówno tych krótkich, jak i bardzo długich – nawet o długości do 4 tys. nukleotydów. Efektywność zamykania jest spora - wynosi około 60 proc., czyli trzy na pięć cząsteczek udaje się związać w pierścień. Co ważne, technika jest skalowalna i może być wykorzystywana także w procesach przemysłowych. Wyniki badań zespołu dr hab. Joanny Kowalskiej i prof. Jacka Jemielitego opublikowano w “Nature Communications”.

Dlaczego te badania są takie istotne? W komórce RNA jest używane przez pewien czas jako wzorzec do produkcji białek, a potem rozkładane. Zwykle degradacja zaczyna się od końców nici – to tam przyczepiają się enzymy odpowiedzialne za „zjadanie” RNA. Jeśli końce zostaną ze sobą połączone, enzymy tracą punkt zaczepienia, a cząsteczka działa dłużej jako matryca do wytwarzania białek.

Dłuższe życie RNA mogłoby przełożyć się na skuteczniejsze terapie. W wielu chorobach genetycznych – takich jak mukowiscydoza, hemofilia, daltonizm czy inne rzadkie schorzenia – organizm nie produkuje potrzebnego białka. Jednym ze sposobów leczenia jest dostarczanie do komórek odpowiedniego RNA. Gdyby było ono trwalsze, pacjent wymagałby rzadszych podań, co zwiększyłoby komfort i bezpieczeństwo terapii.

Skuteczność RNA w medycynie pokazała pandemia COVID-19. Szczepionki mRNA dostarczały komórkom „przepis” na fragment wirusa, ucząc układ odpornościowy rozpoznawać zagrożenie. – Szczepionki na COVID, w tym oparte na mRNA, uratowały ponad 5 milionów ludzi – przypomina prof. Jemielity.

Podobny mechanizm można wykorzystać w szczepionkach przeciwnowotworowych. RNA przygotowane specjalnie dla pacjenta mogłoby kodować białko, które pomoże organizmowi rozróżnić komórki zdrowe od nowotworowych i skuteczniej je zwalczać.

Dlatego naukowcy na całym świecie poszukują metod wydłużania życia RNA i zwiększania jego efektywności w produkcji białek. Polski zespół proponuje rozwiązanie, które daje realną nadzieję na postęp w tej dziedzinie.

Koliste RNA z polskiego laboratorium nie są dosłownie „okrągłe”. Ich nici - podobnie jak zwykłe RNA - tworzą zwinięty kłębek, tylko że pozbawiony wystających końców. Mimo to cząsteczki te zawierają wszystkie elementy potrzebne do produkcji białek: początek z charakterystyczną „czapeczką” (cap) oraz sygnał końcowy (stop). Dzięki temu rybosomy, czyli komórkowe fabryki białek, mogą bez przeszkód odczytywać z nich instrukcję.

Ludwika Tomala (PAP)

lt/ zan/