Nu cu mult timp în urmă, ARN-urile erau considerate molecule mai degrabă statice. Informația codificată în ADN este transcrisă în ARN mesager (ARNm), care se strecoară din nucleu către ribozomii din celulă, unde sunt fabricate proteinele. ARN-ul de transfer (ARNt), la rândul său, transportă aminoacizii către ribozomi în ordinea corectă pentru producerea de proteine. Acestea sunt funcții cruciale, cu siguranță, dar și simple. ARN-ul era, ca să spunem lucrurilor pe nume, cam plictisitor din punct de vedere al cercetării.
Cum s-au schimbat lucrurile. După cum se pare, există multe tipuri de ARN care îndeplinesc alte funcții vitale, adesea complexe, în celule. Și o mare parte din înțelegerea noastră a uneia dintre cele mai intrigante forme – micro ARN (miARN) – se datorează muncii lui V. Narry Kim, doctor în științe, care a adus multe contribuții semnificative în acest domeniu de când și-a obținut doctoratul în urmă cu mai puțin de 20 de ani. Dr. Kim conduce în prezent Centrul de cercetare a ARN-ului din cadrul Institutului de Științe Fundamentale al Universității Naționale din Seul și a primit premiul Chen la recenta reuniune de genomică umană de la Barcelona pentru activitatea sa remarcabilă.
La micul dejun dinaintea ultimei zile a reuniunii, Kim a discutat despre interesul ei pentru miARN și despre valoarea înțelegerii detaliilor biologice.
În primul rând, ce sunt miARN-urile?
miARN-urile sunt ARN-uri scurte care nu codifică proteine, dar care, cu toate acestea, sunt foarte bine conservate între specii. Ei reglează multe ținte, cum ar fi în cazul suprimării ARNm, unde împiedică traducerea unui ARNm într-o proteină. miARN-urile sunt, la rândul lor, reglementate de multe alte părți ale sistemului. Știm că sunt foarte importante pentru că sunt conservate, dar și din punct de vedere experimental. De exemplu, atunci când le eliminăm la șoareci, șoarecii devin foarte ciudați, ca să nu fiu tehnic.
Întrebare: Ce ați învățat despre miARN-uri și ce investigați în prezent?
Cu puțin timp în urmă am dezvoltat un model pentru modul în care miARN-urile sunt produse în celulă și cum este reglementat acest proces. Acum am extins programul nostru în mai multe proiecte. Într-unul dintre ele, analizăm aspecte ale funcției miARN în celule, cum ar fi modul în care acestea ajută la determinarea modului în care celulele stem se diferențiază în diferite celule și țesuturi mature. De asemenea, cercetăm structura miARN-urilor, atât singure, cât și în complex cu proteinele, și determinăm modul în care miARN-urile sunt recunoscute și procesate în interiorul celulelor. Acest proiect va ajuta, de asemenea, la adnotarea genelor miARN, deoarece putem folosi cunoștințele despre modul în care sunt procesate pentru a îmbunătăți intrările în baza de date, multe dintre acestea fiind în prezent inexacte sau incomplete. În cele din urmă, studiem diferite tipuri de modificare a ARN-ului și controlul post-transcripțional. Interacțiunea ARN-proteină este importantă și există multe tipuri diferite de interacțiuni, cu multe funcții. Dezvoltăm metode pentru a cartografia situsurile de pe moleculele care interacționează și pentru a determina secvențele de ARN care sunt recunoscute de proteine.
Întrebare: Ce sisteme folosiți pentru cercetarea dumneavoastră?
Lucrăm în principal în celule de mamifere (umane și de șoarece), dar pentru că miARN-urile sunt atât de bine conservate, folosim alte modele animale, cum ar fi Drosophila și peștele zebră, pentru a face comparații și a ne concentra pe ceea ce este conservat între ele.
Întrebare: Aceasta este o muncă de bază, foarte detaliată. Se aplică la oameni și la sănătatea și bolile noastre?
Este adevărat că ne uităm la biologia fundamentală în acest moment. Dar mecanismele pot fi aplicate la orice context biologic: dezvoltare, boală, cancer, degenerare. ARN-urile joacă multe roluri în multe procese diferite în celulă și trebuie să elucidezi regulile de bază care se aplică – trebuie să înțelegi cum funcționează de fapt – înainte de a ști ce se întâmplă atunci când merge prost. Acestea fiind spuse, unii dintre studenții mei sunt interesați să dezvolte aplicații specifice pentru cercetarea bazată pe ARN după ce au lucrat în laboratorul meu.