För inte så länge sedan betraktades RNA som ganska statiska molekyler. Den information som kodas i DNA transkriberas till budbärar-RNA (mRNA), som pressas ut ur kärnan till ribosomerna i cellen, där proteiner tillverkas. Transfer-RNA (tRNA) truckar i sin tur aminosyror till ribosomerna i rätt ordning för proteinproduktion. Detta är förvisso viktiga funktioner, men de är också okomplicerade. RNA var, för att uttrycka det rakt ut, ganska tråkigt ur forskningssynpunkt.
Hur saker och ting har förändrats. Det visar sig att det finns många typer av RNA som utför andra viktiga, ofta komplexa funktioner i cellerna. Och en stor del av vår förståelse av en av de mest spännande formerna – mikro-RNA (miRNA) – är tack vare det arbete som utförts av V. Narry Kim, Ph.D., som har gjort många viktiga bidrag till området sedan hon fick sin doktorsexamen för mindre än 20 år sedan. Dr. Kim leder nu Center for RNA Research vid Institute for Basic Science, Seoul National University, och fick Chen Award vid Human Genomics Meeting i Barcelona nyligen för sitt enastående arbete.
Under frukosten före mötets sista dag diskuterade Kim sitt intresse för miRNA och värdet av att förstå biologiska detaljer.
Q: För det första, vad är miRNA?
miRNA är korta RNA som inte kodar för proteiner men som ändå är mycket bevarade mellan olika arter. De reglerar många mål, till exempel vid mRNA-suppression, där de förhindrar att ett mRNA översätts till ett protein. miRNAs regleras i sin tur av många andra delar av systemet. Vi vet att de är mycket viktiga eftersom de är bevarade och även experimentellt. När vi till exempel slår ut dem i möss blir mössen väldigt konstiga, för att vara icke-teknisk.
Q: Vad har du lärt dig om miRNAs och vad undersöker du för närvarande?
Förr utvecklade vi en modell för hur miRNAs tillverkas i cellen och hur den processen regleras. Vi har nu utökat vårt program till flera projekt. I ett tittar vi på aspekter av miRNA-funktionen i celler, t.ex. hur de bidrar till att bestämma hur stamceller differentieras till olika mogna celler och vävnader. Vi forskar också om miRNAs struktur, både ensamma och i komplex med proteiner, och bestämmer hur miRNAs känns igen och bearbetas i cellerna. Detta projekt kommer också att bidra till annotering av miRNA-gener, eftersom vi kan använda kunskapen om hur de bearbetas för att förbättra databasposterna, av vilka många för närvarande är felaktiga eller ofullständiga. Slutligen studerar vi olika typer av RNA-modifiering och posttranskriptionell kontroll. RNA-proteininteraktion är viktig, och det finns många olika typer av interaktioner med många funktioner. Vi utvecklar metoder för att kartlägga de platser på molekylerna som interagerar och bestämma de RNA-sekvenser som känns igen av proteiner.
Q: Vilka system använder du för din forskning?
Vi arbetar mestadels i däggdjursceller (människa och mus), men eftersom miRNA är så starkt bevarade använder vi andra djurmodeller som Drosophila och zebrafiskar för att göra jämförelser och fokusera på det som är bevarat mellan dem.
Q: Detta är ett mycket detaljerat, grundläggande arbete. Gäller det för människor och vår hälsa och våra sjukdomar?
Det är sant att vi tittar på grundläggande biologi just nu. Men mekanismerna kan tillämpas i alla biologiska sammanhang: utveckling, sjukdom, cancer, degeneration. RNA spelar många roller i många olika processer i cellen, och man måste klarlägga de grundläggande regler som gäller – man måste förstå hur det faktiskt fungerar – innan man kan veta vad som händer när det går fel. Med detta sagt är några av mina studenter intresserade av att utveckla fokuserade tillämpningar för RNA-baserad forskning efter sitt arbete i mitt labb. Så vi bygger en grund, men den kunskap vi får kan vara mycket användbar för mer translationell eller tillämpad forskning under de kommande åren.
.