Nog niet zo lang geleden werden RNA’s beschouwd als tamelijk statische moleculen. De in het DNA gecodeerde informatie wordt getranscribeerd naar boodschapper-RNA (mRNA), dat zich uit de kern perst naar ribosomen in de cel, waar eiwitten worden gemaakt. Transfer-RNA’s (tRNA) op hun beurt vervoeren aminozuren naar de ribosomen in de juiste volgorde voor eiwitproductie. Dit zijn cruciale functies, dat is zeker, maar ook eenvoudig. RNA was, om het maar eens ronduit te zeggen, nogal saai vanuit een onderzoeksstandpunt.
Hoe de dingen zijn veranderd. Het blijkt dat er vele soorten RNA’s zijn die andere vitale, vaak complexe functies in cellen vervullen. En veel van ons inzicht in een van de meest intrigerende vormen – micro RNA (miRNA) – is te danken aan het werk van V. Narry Kim, Ph.D., die sinds ze minder dan 20 jaar geleden promoveerde, vele belangrijke bijdragen heeft geleverd op dit gebied. Dr. Kim leidt nu het Centrum voor RNA-onderzoek aan het Instituut voor Basiswetenschappen van de Seoul National University en kreeg onlangs op de Human Genomics Meeting in Barcelona de Chen Award uitgereikt voor haar uitmuntende werk.
Tijdens het ontbijt voor de laatste dag van de bijeenkomst besprak Kim haar belangstelling voor miRNA en de waarde van het begrijpen van biologische details.
Q: Wat zijn miRNA’s?
miRNA’s zijn korte RNA’s die niet coderen voor eiwitten, maar die desondanks in hoge mate geconserveerd zijn in verschillende soorten. Zij reguleren vele doelwitten, zoals bij mRNA-onderdrukking, waarbij zij voorkomen dat een mRNA in een eiwit wordt vertaald. miRNA’s worden op hun beurt gereguleerd door vele andere delen van het systeem. We weten dat ze heel belangrijk zijn omdat ze geconserveerd zijn, en ook experimenteel. Als we ze bijvoorbeeld bij muizen uitschakelen, worden de muizen heel raar, om niet technisch te zijn.
Q: Wat heb je geleerd over miRNA’s en wat onderzoek je momenteel?
Eerder hebben we een model ontwikkeld voor hoe miRNA’s in de cel worden gemaakt en hoe dat proces wordt gereguleerd. We hebben ons programma nu uitgebreid tot meerdere projecten. In het ene kijken we naar aspecten van de functie van miRNA’s in cellen, zoals hoe ze helpen bepalen hoe stamcellen differentiëren in verschillende volwassen cellen en weefsels. We onderzoeken ook de structuur van miRNA’s, zowel alleen als in complex met eiwitten, en bepalen hoe miRNA’s worden herkend en verwerkt in cellen. Dit project zal ook helpen bij de annotatie van miRNA-genen, omdat we de kennis over hoe ze worden verwerkt kunnen gebruiken om de gegevens in de database, die momenteel vaak onnauwkeurig of onvolledig zijn, te verbeteren. Tenslotte bestuderen we verschillende vormen van RNA-modificatie en post-transcriptionele controle. RNA-eiwit interactie is belangrijk, en er zijn veel verschillende soorten interacties, met veel functies. We ontwikkelen methoden om de plaatsen op de moleculen in kaart te brengen waar interactie plaatsvindt en om de RNA-sequenties te bepalen die door eiwitten worden herkend.
Q: Welke systemen gebruikt u voor uw onderzoek?
We werken meestal in zoogdiercellen (mensen en muizen), maar omdat miRNA’s zo sterk geconserveerd zijn, gebruiken we andere diermodellen zoals Drosophila en zebravissen om vergelijkingen te maken en ons te concentreren op wat er tussen hen geconserveerd is.
Q: Dit is zeer gedetailleerd, fundamenteel werk. Is het van toepassing op mensen en onze gezondheid en ziekten?
Het is waar dat we op dit moment naar fundamentele biologie kijken. Maar de mechanismen kunnen op elke biologische context worden toegepast: ontwikkeling, ziekte, kanker, degeneratie. RNA’s spelen vele rollen in vele verschillende processen in de cel, en je moet de basisregels die van toepassing zijn ophelderen – je moet begrijpen hoe het eigenlijk werkt – voordat je kunt weten wat er gebeurt als het fout gaat. Dat gezegd hebbende, zijn sommige van mijn studenten geïnteresseerd in het ontwikkelen van gerichte toepassingen voor op RNA gebaseerd onderzoek na hun werk in mijn lab. We leggen dus een basis, maar de kennis die we opdoen kan de komende jaren zeer nuttig zijn voor meer translationeel of toegepast onderzoek.