Georgia Tech’ten Francesca Storici liderliğindeki çok kurumlu bir araştırma ekibi, RNA için daha önce bilinmeyen bir rol keşfetti. Onların içgörüleri, genetik sağlık ve evrim anlayışımızı değiştirirken kanser ve nörodejeneratif bozukluklar gibi hastalıklar için geliştirilmiş tedavilere yol açabilir.

RNA molekülleri en çok protein üretim habercileri olarak bilinir. Genetik talimatları DNA’dan ribozomlara taşırlar; ribozomlar, amino asitleri birçok hücre işlevi için gerekli proteinlere dönüştüren hücrelerin içindeki fabrikalardır . Ancak Storici’nin ekibi, RNA’nın hücrelerin çift zincirli kopma veya DSB adı verilen ciddi bir DNA hasarı formunu onarmasına da yardımcı olabileceğini buldu.

DSB, DNA heliksinin her iki ipliğinin de koptuğu anlamına gelir. Hücreler bazı onarımlar yapmak için araçlara sahiptir, ancak DSB önemli bir hasardır ve düzgün bir şekilde düzeltilmezse mutasyonlara, hücre ölümüne veya kansere yol açabilir. (İlginçtir ki, kemoterapi ve radyasyon gibi kanser tedavileri DSB’lere neden olabilir.)

Biyolojik Bilimler Okulu’nda profesör olan Storici, araştırmalarını hasarlı DNA onarımlarının altında yatan molekülleri ve mekanizmaları incelemeye adamıştır. On yıl önce, kendisi ve işbirlikçileri RNA’nın DSB onarımı için bir şablon görevi görebileceğini keşfettiler ve bulgularını Nature’da yayınladılar .

“Artık RNA’nın DSB onarım mekanizmalarını doğrudan destekleyebileceğini öğrendik,” dedi laboratuvarı Güney Florida Üniversitesi’nden Nataša Jonoska’nın laboratuvarındaki matematik uzmanlarıyla işbirliği yapan Storici. Hepsi Georgia Tech’te bulunan Güneydoğu Matematik ve Biyoloji Merkezi’nin bir parçası. Keşiflerini Nature Communications dergisinde açıklıyorlar .

Storici, “Bu bulgular, RNA’nın genom bütünlüğünü koruma ve evrimsel değişiklikleri yönlendirmedeki potansiyel rolüne ilişkin yeni bir anlayış getiriyor” diye ekledi.

Araştırmacılar, milyonlarca DSB onarım olayını görselleştirmek için varyasyon-mesafe grafiklerini kullandılar ve dizi varyasyonlarının kapsamlı bir anlık görüntüsünü sundular. Grafikler, DSB konumuna bağlı olarak onarım desenlerindeki büyük farklılıkları vurguladı.

Bu matematiksel yaklaşım aynı zamanda onarım verimliliğinde önemli farklılıklar ortaya çıkardı ve RNA’nın DSB onarım sonuçlarını düzenleme potansiyeline işaret etti.

Jonoska, “Bu bulgular, karmaşık biyolojik mekanizmaları anlamada matematiksel görselleştirmenin kritik rolünün altını çiziyor ve genom stabilitesi ve terapötik araştırmalarda hedefli müdahalelerin önünü açabilir” dedi.

Moleküler kaba iş

DNA’da bir DSB meydana geldiğinde, bu bir binadaki yük taşıyan kirişin kırılması gibidir. Binanın veya DNA’nın kararlılığını sağlamak için dikkatli ve hassas bir onarım gerekir. Daha fazla hasar veya mutasyonu önlemek için parçalar doğru bir şekilde yeniden birleştirilmelidir. Hasarlı bir binayı onarmak, iş yerinde güvenilir bir ustabaşı bulundurmayı gerektirir. Bir DSB buna çok benzer bir şey gerektirir.

Araştırmayı hem insan hem de maya hücrelerinde yürüten ekibin başındaki Storici, “Belirlediğimiz temel mekanizmalardan biri, RNA’nın kırık DNA uçlarını konumlandırmaya ve yerinde tutmaya yardımcı olarak onarım sürecini kolaylaştırmasıdır” şeklinde açıkladı.

Özellikle, RNA moleküllerinin ve DNA’nın kırık bölümünün bulmaca parçaları gibi eşleşebileceğini buldular. RNA, DNA kırık bölgesiyle bu tür bir tamamlayıcılığa sahip olduğunda, geleneksel kodlama işlevinin ötesinde bir iskele veya bir rehber görevi görerek hücresel makineye onarımların nerede yapılacağını gösterir. Binlerce yıl boyunca hücreler, DSB’yi düzeltmek için karmaşık mekanizmalar geliştirdiler ve bunların her biri aynı alet kutusundan farklı araçlar gibi işlev gördü.

Storici’nin ekibi, RNA’nın kırık DNA zincirlerine olan tamamlayıcılığına bağlı olarak hangi araçların kullanılacağını etkileyebileceğini gösterdi. Bu, önemli protein üretim habercisi olmasının yanı sıra, RNA’nın DNA onarımı söz konusu olduğunda hem ustabaşı hem de işçi olarak hareket ettiği anlamına gelir.

Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsin.