Århus-forskere offentliggør ny viden om cellens basale processer
To forskere fra Aarhus Universitet, ph.d.-studerende Jens Raabjerg Olesen og Hallas Møller-stipendiat, lektor Torben Heick Jensen fra Molekylærbiologisk Institut, har gjort en paradoksal opdagelse i deres studier af basale cellulære processer i almindeligt bagegær ( Saccharomyces cerevisiae ).
De har konstateret, at en langsom aflæsning af cellens DNA-kode under visse betingelser har en gavnlig effekt på cellens vækst, hvor man normalt ville forvente det stik modsatte. Forskningsresultatet, der er opnået i samarbejde med Dr. Domenico Libris forskergruppe fra C.N.R.S., Gif-sur-Yvette i Paris, publiceres fredag den 22. oktober i det velansete, amerikanske tidsskrift Molecular Cell .
DNA-aflæsningens kvalitet kontrolleres
En celles arvelige egenskaber findes i DNA, der for gærs vedkommende rummer ca. 6000 forskellige gener. De koder hver især for et specifikt protein, som udgør cellens byggestene og enzymer. DNA-koden aflæses og lagres i signalmolekylet mRNA ("budbringer"-RNA), der dannes som en afskrift af genet og herefter transporteres til lokaliteter i cellen, hvor proteindannelsen foregår (se illustration nedenfor). For at et mRNA skal kunne overleve denne rejse og forblive funktionsdygtigt, skal det behandles korrekt, have den rigtige længde samt være pakket sammen med de rigtige hjælpeproteiner.
Forskning de senere år har vist, at afkodning af cellens DNA til protein sker som ved et samlebånd, hvor der - som ved alle former for succesrig masseproduktion - er placeret kvalitetskontrol forskellige steder i forløbet. Eksempelvis har tidligere resultater fra Torben Heick Jensens forskergruppe vist, at allerede umiddelbart efter, at mRNA bliver dannet som en aflæsning af DNA, bliver det udsat for kvalitetskontrol, hvor molekyler, der indeholder fejl, straks bliver nedbrudt. Dette sikrer, at defekt mRNA ikke forurener resten af cellen, hvilket potentielt kunne medføre dannelse af skadelige proteiner eller forstyrre funktionen af andre velfungerende RNA-molekyler.
mRNA-kvalitet forbedres ved nedsat mRNA-syntese
Forskergruppens nye resultater viser, at en måde, hvorpå celler kan sikre bedre mRNA-kvalitet under stressende betingelser, er ved at skrue ned for syntesen af mRNA. Resultaterne er fremkommet ved at bruge muterede gærsvampe, som notorisk producerer mRNA af meget dårlig kvalitet og som følge heraf gror dårligt. Ved at manipulere cellerne til at nedsætte mRNA-syntesen opdagede forskerne til deres overraskelse, at mRNA-kvaliteten blev øget. Det førte til at cellerne nu faktisk fremstillede mere protein og groede markant bedre.
Forklaringen på de observerede effekter er formentlig, at en nedsat syntesehastighed giver cellen bedre tid til at udføre bearbejdning og pakning af mRNA korrekt, så de færdigproducerede molekyler ikke kasseres af kvalitetskontrollen. Mere generelt åbner studierne mulighed for at en celle kan bruge regulering af mRNA syntesehastigheden til at kompensere for en problematisk mRNA-produktion. Det tyder derfor på, at naturen for millioner af år siden har gjort den for os i dag åbenlyse erfaring, at det bedste middel mod stress, er at sætte tempoet ned.
Cellens mRNA-paknings- og kvalitetskontrolsystemer er meget ens i gær og i højerestående celler, som menneskets. Det er derfor meget sandsynligt, at lignende mekanismer gør sig gældende i vore celler, og den århusianske forskergruppe er således også i gang med at studere disse processer i humane cellekulturer.
Illustration
 Gener består af DNA-molekyler (den røde snoede dobbeltstreng), der bliver aflæst af cellens RNA-polymerase (det grønne enzym). Dette enzym danner en mRNA-kopi af DNA-strengen (blå slange med kasket), hvis kvalitet overvåges af cellens kvalitetskontrol (arbejdsmand med kasket). Under normale forhold færdigdannes mRNA og oversættes herefter ved proteinsyntese. Fejl i mRNA-produktionen opdages af kvalitetskontrollen og medfører hurtigt nedbrydning af det fejlagtige mRNA. |
Yderligere oplysninger
Yderligere oplysninger kan fås ved henvendelse til lektor Torben Heick Jensen, Molekylærbiologisk Institut, telefon 8942 2681 eller 8619 4325 (i weekenden), e-mail: thj@mb.au.dk.
Man kan læse om forskerholdets øvrige arbejde på www.rna.dk/thj/
22. oktober 2004
Annette Larsen
ala@adm.au.dk
Informationskontoret
