Ny modell för hur gener slås på och av ger viktig kunskap
RNA-molekyler kan slå av gener enligt en känd mekanism, och detta har betydelse för nästan alla kroppens funktioner. Men experiment och beräkningar har inte stämt överens, något som ingen lyckats hitta en förklaring till. Nu presenterar Uppsala universitets RNA-forskare lösningen på paradoxen i en studie som i dagarna publicerats i den välrenommerade tidskriften Genes and Development.
Små RNA-molekyler i bakterier, växter och djur har livsviktiga styrfunktioner. De kan slå på och stänga av gener och därmed kontrollera många olika funktioner, till exempel hur organ utvecklas eller hur effektivt bakterier kan infektera ett däggdjur.
Oftast fungerar denna styrfunktion genom att de små RNA-molekylerna bildar baspar tillsammans med ett ”mål-RNA”, som är en genkopia. Detta blockerar eller – i vissa fall – ökar proteinsyntesen. Ofta behövs dessutom speciella proteiner för att hjälpa dessa styr-RNA att binda snabbt och specifikt till sina mål-RNA. Ett sådant är proteinet Hfq, vars betydelse för bakteriers stresstålighet och sjukdomsalstrande förmåga är väl känd.
– Bakterien Salmonella blir till exempel ofarlig av en mutation i Hfq-genen, säger Gerhart Wagner, professor i prokaryot mikrobiologi och huvudansvarig för studien.
Detta nyckelprotein har undersökts i många biokemiska och genetiska studier, men det finns en paradox som forskarna hittills inte lyckats lösa: Styr-RNA får effekt på mål-RNA redan inom ett par minuter, medan alla beräkningar som gjorts utifrån den tänkta mekanismen tyder på att det borde ta över en timme. Det är alltså något som inte stämmer. Just detta har Uppsalaforskarna vid institutionen för cell- och molekylärbiologi, som är internationellt ledande inom sitt område, lyckats lösa i samarbete med en tysk forskargrupp. De presenterar i artikeln en helt ny modell för mekanismen. RNA-molekyler byts ut på Hfq genom att stegvis tränga undan varandra, vilket ger mycket snabbare utbyten än konventionella modeller förutsäger.
– Och resultatet är helt i linje med vad som krävs för styrfunktionen i cellen. Detta ger en helt ny förståelse av hur regleringen av generna går till – viktig kunskap med relevans för bakteriers sjukdomsalstrande förmåga och sannolikt för RNA-reglering i djur, säger Gerhart Wagner.
Forskningen har gjorts inom ramen för excellenssatsningen Science for Life Laboratory Uppsala [Ref 1].
Referens: Fender, A., Elf, J, Hampel, K., Zimmermann, B., & Wagner, E.G.H. (2010) RNAs actively cycle on Hfq. Genes & Development. 24, 2621-2626.]
För mer information, kontakta professor Gerhart Wagner, tel: 018-471 48 66, gerhart.wagner@icm.uu.se
Uppsala universitet – kvalitet, kunskap och kreativitet sedan 1477. Forskning i världsklass och högklassig utbildning till global nytta för samhälle, näringsliv och kultur. Uppsala universitet är ett av norra Europas högst rankade lärosäten. www.uu.se
