Není to tak dávno, co byly RNA považovány za spíše statické molekuly. Informace zakódovaná v DNA se přepisuje do messengerové RNA (mRNA), která se z jádra vytlačuje do ribozomů v buňce, kde se tvoří bílkoviny. Přenosové RNA (tRNA) zase dopravují aminokyseliny do ribozomů ve správném pořadí pro výrobu bílkovin. To jsou jistě klíčové funkce, ale také jednoduché. RNA byla, řečeno na rovinu, z hlediska výzkumu tak trochu nudná.
Jak se věci změnily. Jak se ukázalo, existuje mnoho druhů RNA, které v buňkách plní další důležité, často složité funkce. A za mnohé z našich poznatků o jedné z nejzajímavějších forem – mikro RNA (miRNA) – vděčíme práci doktorky V. Narry Kimové, která od získání doktorátu před necelými 20 lety přispěla do této oblasti mnoha významnými poznatky. Dr. Kimová nyní řídí Centrum pro výzkum RNA na Ústavu pro základní vědu Soulské národní univerzity a na nedávném setkání Human Genomics Meeting v Barceloně jí byla za její vynikající práci udělena cena Chen Award.
Při snídani před posledním dnem setkání hovořila Kim o svém zájmu o miRNA a o hodnotě porozumění biologickým detailům.
Otázka: Nejprve, co jsou to miRNA?
miRNA jsou krátké RNA, které nekódují proteiny, ale přesto jsou vysoce konzervované napříč druhy. Regulují mnoho cílů, například při supresi mRNA, kdy zabraňují translaci mRNA do proteinu. miRNA jsou zase regulovány mnoha dalšími částmi systému. Víme, že jsou velmi důležité, protože jsou konzervované, a také experimentálně. Například když je vyřadíme u myší, myši se chovají velmi podivně, abych nebyl technický.
Otázka: Co jste se o miRNA dozvěděli a co v současné době zkoumáte?
Dříve jsme vyvinuli model toho, jak se miRNA v buňce tvoří a jak je tento proces regulován. Nyní jsme náš program rozšířili na více projektů. V jednom se zabýváme aspekty funkce miRNA v buňkách, například tím, jak pomáhají určovat, jak se kmenové buňky diferencují v různé zralé buňky a tkáně. Zkoumáme také strukturu miRNA, a to jak samostatně, tak v komplexu s proteiny, a určujeme, jak jsou miRNA rozpoznávány a zpracovávány v buňkách. Tento projekt pomůže i při anotaci genů miRNA, protože znalosti o jejich zpracování můžeme využít ke zlepšení záznamů v databázi, z nichž mnohé jsou v současnosti nepřesné nebo neúplné. V neposlední řadě studujeme různé druhy modifikace RNA a posttranskripční kontrolu. Interakce RNA s proteiny je důležitá a existuje mnoho různých druhů interakcí s mnoha funkcemi. Vyvíjíme metody pro mapování míst na molekulách, která interagují, a určujeme sekvence RNA, které jsou rozpoznávány proteiny.
Otázka: Jaké systémy používáte pro svůj výzkum?
Pracujeme převážně na savčích buňkách (lidských a myších), ale protože miRNA jsou velmi konzervativní, používáme i jiné živočišné modely, jako je drozofila a zebřička, abychom mohli porovnávat a zaměřit se na to, co je mezi nimi konzervativní.
Q: To je velmi podrobná, základní práce. Vztahuje se na člověka a naše zdraví a nemoci?
Je pravda, že se v tuto chvíli zabýváme základní biologií. Ale mechanismy lze aplikovat na jakýkoli biologický kontext: vývoj, nemoci, rakovinu, degeneraci. RNA hrají mnoho rolí v mnoha různých procesech v buňce a je třeba objasnit základní pravidla, která platí – je třeba pochopit, jak to vlastně funguje -, než se dozvíme, co se stane, když se to pokazí. Jak již bylo řečeno, někteří z mých studentů se po práci v mé laboratoři zajímají o rozvoj cílených aplikací pro výzkum na bázi RNA. Takže budujeme základy, ale znalosti, které získáme, mohou být v příštích letech velmi užitečné pro další translační nebo aplikovaný výzkum.