חנות פיצה עם 30 אנשי משלוחים אמורה להיות מסוגלת לספק הרבה פיצות – אם המכוניות שלהם לא יתפרקו בדרך. באופן דומה, גנים המייצרים הרבה מולקולות RNA של Messenger RNA (mRNA) יכולים לבנות הרבה חלבונים – אם המולקולות הללו לא מתפרקות לפני שהעבודה תסתיים.
כמעט בתוך כל תא אנושי נמצא DNA, מדריך הוראות מקיף לבניית הגוף ושמירה על הגוף. גנים במדריך זה מכילים את ההוראות לייצור חלבונים. אך הוראות אלה חייבות לנסוע מגרעין התא, בו חי ה- DNA, לאזור החיצוני של התא – הציטופלזמה – שם למעשה נעשים חלבונים.
לשם נכנס mRNA. כמו שליח, זה מעתיק את ההוראות של ה- DNA בגרעין ומוביל אותן למכונות לייצור חלבון. יותר mRNA פירושו בדרך כלל יותר חלבון – אלא אם כן ה- mRNA אינו יציב ומתפרק מהר מדי.
"כל mRNA צריך למות בסופו של דבר", אומר שינשו שיאו, פרופסור לביולוגיה ופיזיולוגיה אינטגרטיבית ב- UCLA ומחבר בכיר של מאמר חדש שפורסם ב גנטיקה של טבעו "זה מיוצר, זה עושה את תפקידו ואז הוא נהרס. אבל רוב המחקרים התמקדו כיצד מתקנים mRNA. הרבה פחות תשומת לב הוקדשה לקראת כמה מהר זה מושפל – וזה לא פחות חשוב."
גם הייצור והיציבות של mRNA יכולים להיות מושפעים ממוטציות ב- DNA, המכונה בדרך כלל גרסאות גנטיות. גרסאות אלה יכולות להשפיע על כמה חלבון שתא עושה, ובתורו להשפיע על הסיכון של האדם למחלה. אך להבין אם גרסא משפיע על כמה נעשה mRNA – או כמה זמן הוא שורד – היה אתגר גדול.
בהובלת הסטודנטית של דוקטורט UCLA איליין הואנג, הצוות של שיאו פיתח כלי חישוב בשם Rnatracker, הזמין בחופשיות. התוכנה מאפשרת לחוקרים להצביע אם גן מוסדר באמצעות שינויים בייצור mRNA או ביציבות mRNA. במונחי פיצה: האם הבעיה שלא נעשים מספיק פיצות או שמכוניות המסירה מתפרקות? Rnatracker עוזר למדענים להתחקות אחר ההתמוטטות.
החוקרים יישמו את Rnatracker על מערך נתונים זמין לציבור של 16 קווי תאים אנושיים, בו תויגו ומעקב אחר mRNAs שנעשו לאחרונה לאורך זמן. זה איפשר להם לזהות גנים שיציבותם משתנה בגלל מוטציות ספציפיות. רבים מהגנים הללו היו מעורבים בתפקוד מערכת החיסון – במיוחד מערכת החיסון המולדת, קו ההגנה הראשון של הגוף מפני זיהומים.
הצוות גם מצא כי כמה מהגרסאות הגנטיות הקשורות ל- mRNA לא יציב כבר היו קשורות למחלות אוטואימוניות במחקרים גנטיים בקנה מידה גדול.
תובנה אחת מפרויקט זה היא שכמה גרסאות הקשורות למחלות עשויות לפעול באמצעות השפעות על יציבות mRNA. "
Xinshu Xiao, פרופסור לביולוגיה ופיזיולוגיה אינטגרטיבית, UCLA
באמצעות דוגמנות נוספות, החוקרים קישרו בין רמות הביטוי של גנים המווסתים על יציבות אלה למחלות הכוללות נזלת אלרגית, זאבת, סוכרת וטרשת נפוצה. הממצאים מראים כי יציבות mRNA – מתעלמת ממנה – עשויה להיות מנגנון מפתח מאחורי מחלות רבות הקשורות לחיסון.
"מחקר בסיסי כמו שלנו מעביר את הפרדיגמה של מה שאנשים מתמקדים בו", אמר הואנג. "עבור מפתחי תרופות או חוקרים העובדים על טיפולים, אינך יכול למקד למה שאתה לא יודע חשוב. אנו מנסים להביא תשומת לב לגרסאות גנטיות המשפיעות על יציבות ה- mRNA, מה שלא קיבל את הזרקורים הראויים לה."
המחקר, שקיבל מימון מהמכונים הלאומיים לבריאות, השתמש בנתונים הזמינים לציבור שנוצרו על ידי Encode, קונסורציום הנתמך על ידי NIH.
"ה- NIH ממלא תפקיד קריטי על ידי תמיכה במאמצים רחבי היקף כמו Encode", אמר שיאו. "הם מאפשרים לחוקרים ברחבי העולם לגשת למערכי נתונים מאסיביים ולגדול תגליות כמו שלנו."
סופרים נוספים כוללים: טינג פו, לינג ג'אנג, גואנו יאן, ריו יממוטו, סארי טרזאס, ת'וי לינגיין, קרלוס גונזלס-פיגוארואה, ארמן חאנבאיי, ג'ה חן, ראג'גופל ורדה, קופי, ג'ון, ג'ון, רייגוסן, קופיה, ג'ון, ג'ווסו, קופין, קופי, מגנוסון, מאטס לונגמן וג'ינגי ג'סיקה לי.
