Ei ole kovinkaan kauan siitä, kun RNA:ta pidettiin melko staattisena molekyylinä. DNA:han koodattu informaatio transkriboidaan sanansaattaja-RNA:ksi (mRNA), joka puristuu ytimestä solun ribosomeihin, joissa valmistetaan proteiineja. Siirto-RNA:t (tRNA) puolestaan kuljettavat aminohappoja ribosomeille oikeassa järjestyksessä proteiinien valmistusta varten. Nämä ovat toki ratkaisevia toimintoja, mutta myös suoraviivaisia. RNA oli tutkimuksen kannalta suoraan sanottuna aika tylsää.
Miten asiat ovatkaan muuttuneet. On käynyt ilmi, että on olemassa monenlaisia RNA:ita, jotka suorittavat soluissa muita elintärkeitä, usein monimutkaisia tehtäviä. Ja suuri osa ymmärryksestämme eräästä kiehtovimmasta muodosta – mikro-RNA:sta (miRNA) – on tohtori V. Narry Kimin työn ansiota, sillä hän on antanut monia merkittäviä panoksia alalle sen jälkeen, kun hän väitteli tohtoriksi alle 20 vuotta sitten. Tohtori Kim johtaa nykyään RNA-tutkimuskeskusta Soulin kansallisen yliopiston perustutkimusinstituutissa, ja hänelle myönnettiin Chen-palkinto hiljattain Barcelonassa pidetyssä Human Genomics Meeting -tapahtumassa hänen erinomaisesta työstään.
Kim keskusteli aamiaisella ennen kokouksen viimeistä päivää kiinnostuksestaan miRNA:ta kohtaan ja biologisten yksityiskohtien ymmärtämisen arvosta.
K: Ensinnäkin, mitä miRNA:t ovat?
miRNA:t ovat lyhyitä RNA:ita, jotka eivät koodaa proteiineja, mutta ovat kuitenkin hyvin konservoituneita eri lajeissa. Ne säätelevät monia kohteita, kuten mRNA-suppressiossa, jossa ne estävät mRNA:ta kääntymästä proteiiniksi. miRNA:t puolestaan säätelevät monia muita järjestelmän osia. Tiedämme, että ne ovat hyvin tärkeitä, koska ne ovat konservoituneita, ja myös kokeellisesti. Kun esimerkiksi tyrmäämme ne hiirissä, hiiret muuttuvat hyvin oudoiksi, ollakseni ei-tekninen.
K: Mitä olet oppinut miRNA:ista ja mitä tutkit parhaillaan?
Kehitimme aiemmin mallin siitä, miten miRNA:t syntyvät solussa ja miten tätä prosessia säädellään. Olemme nyt laajentaneet ohjelmaamme useisiin hankkeisiin. Yhdessä tutkimme miRNA:n toimintaan liittyviä näkökohtia soluissa, kuten sitä, miten ne auttavat määrittämään, miten kantasolut erilaistuvat erilaisiksi kypsiksi soluiksi ja kudoksiksi. Tutkimme myös miRNA:iden rakennetta sekä yksinään että yhdessä proteiinien kanssa ja selvitämme, miten miRNA:t tunnistetaan ja prosessoidaan soluissa. Tämä hanke auttaa myös miRNA-geenien annotoinnissa, sillä voimme käyttää tietoa siitä, miten niitä käsitellään, parantaaksemme tietokantamerkintöjä, joista monet ovat tällä hetkellä epätarkkoja tai puutteellisia. Lopuksi tutkimme erilaisia RNA:n modifikaatioita ja transkription jälkeistä kontrollia. RNA-proteiinien vuorovaikutus on tärkeää, ja vuorovaikutuksia on monenlaisia ja niillä on monia tehtäviä. Kehitämme menetelmiä vuorovaikutuskohtien kartoittamiseksi molekyyleistä ja proteiinien tunnistamien RNA-sekvenssien määrittämiseksi.
Q: Mitä järjestelmiä käytät tutkimuksessasi?
Työskentelemme enimmäkseen nisäkässoluissa (ihmis- ja hiirisoluissa), mutta koska miRNA:t ovat niin pitkälle konservoituneita, käytämme muita eläinmalleja, kuten Drosofilaa ja seeprakaloja, tehdessämme vertailuja ja keskittyessämme siihen, mikä on konservoitunutta niiden välillä.
Q: Tämä on hyvin yksityiskohtaista, perustyötä. Sovelletaanko sitä ihmisiin ja meidän terveyteemme ja sairauksiimme?
On totta, että tarkastelemme tällä hetkellä perusbiologiaa. Mutta mekanismeja voidaan soveltaa mihin tahansa biologiseen kontekstiin: kehitykseen, sairauteen, syöpään, rappeutumiseen. RNA:lla on monia rooleja monissa eri prosesseissa solussa, ja on selvitettävä sovellettavat perussäännöt – on ymmärrettävä, miten se oikeastaan toimii – ennen kuin voidaan tietää, mitä tapahtuu, kun se menee pieleen. Tästä huolimatta jotkut opiskelijoistani ovat kiinnostuneita kehittämään kohdennettuja sovelluksia RNA-pohjaiseen tutkimukseen sen jälkeen, kun he ovat työskennelleet laboratoriossani. Rakennamme siis pohjaa, mutta saamamme tietämys voi olla erittäin hyödyllistä tulevina vuosina enemmän translaatiotutkimusta tai soveltavaa tutkimusta varten.