Ändern Messenger RNA Hält Versprechen für die Behandlung zystischer Fibrose , Muskeldystrophie , Krebs

In einer neuen Studie in der Fachzeitschrift NaturEntdeckten Wissenschaftler einen völlig neuen Weg , um den genetischen Code zu ändern. Die Ergebnisse , wenn auch früh, sind bedeutsam, weil sie letztlich dazu beitragen Forscher verändern den Lauf der verheerende genetische Erkrankungen , wie zum Beispiel Mukoviszidose . Muskeldystrophie und viele Formen von Krebs.

Der genetische Code ist der Satz von Instruktionen in einem Gen, das ein Zell erklären , wie ein bestimmtes Protein zu bilden . Von zentraler Bedeutung für die Proteinproduktion Prozess des Körpers ist Messenger-RNA oder mRNA , die diese Anweisungen von DNA erfolgt und leitet die notwendigen Schritte ein Protein aufbauen . Zum ersten Mal , künstlich verändert Forscher messenger RNA und damit verändert die ursprünglichen Anweisungen zum Erstellen des Proteins. Das Ergebnis : ein anderes Protein als ursprünglich gefordert.

" Die Fähigkeit, die Produktion eines Proteins aus einem bestimmten Gen zu manipulieren ist das neue Wunder der modernen Medizin", sagte Robert Bambara , Ph.D., Vorsitzender der Abteilung für Biochemie und Biophysik an der University of Rochester Medical Center. " Dies ist ein wirklich leistungsfähiges Konzept , die verwendet werden , um zu versuchen , um die Tendenz der Menschen zu unterdrücken , um bestimmte lähmend , und manchmal tödliche genetische Krankheiten , die für immer ihr Leben verändern wird kommen."

Proteinproduktion ist keine perfekte Prozess - weit davon entfernt. Häufige Mutationen oder Fehler bei der DNA und mRNA kann zu fehlerhaften Proteine, die das Potenzial zu schweren Schaden verursachen führen . In der Studie untersuchten die Forscher eine gemeinsame Art der Mutation , die , wenn ein mRNA-Molekül, eine vorzeitige " Stop " -Signal , als vorzeitige Stoppcodon enthält bekannt vorkommt. Ein vorzeitiges Stoppcodon befiehlt eine Zelle aufhören zu lesen , die genetischen Instruktionen teilweise durch das Verfahren , was zur Erzeugung einer unvollständigen verkürzten Proteins.

Forscher konnten mRNA in einer Weise, die ein Stoppsignal in ein "go " -Signal einge verändern. Als Ergebnis konnte die Zelle die genetische Anweisungen lesen den ganzen Weg durch und erstellen Sie eine normale , Protein voller Länge . Das Team produziert diese Ergebnisse in vitro und in lebenden Hefezellen.

"Das ist eine sehr aufregende Entdeckung ", sagte Yi - Yu Tao , Ph.D., Hauptautor der Studie und Professor für Biochemie und Biophysik an der Medical Center. " Niemand hat jemals vorstellen können, dass Sie eine Stop-Codon der Art und Weise haben wir verändern und erlauben Übersetzung an ohne Unterbrechung fortgesetzt , wie es war nie dort an erster Stelle könnte . "

Die Ergebnisse sind wichtig, weil aktuellen Schätzungen legen nahe, dass etwa ein Drittel der genetischen Krankheiten sind durch die Anwesenheit von vorzeitigen Stopp-Codons , die in verkürzten Proteinen führen verursacht . Die Ergebnisse könnten die Entwicklung von Behandlungsstrategien entwickelt, um die KörperbetätigungStoppcodons helfen kann und angemessene Mengen an Volllängen- Proteine ​​, deren Abwesenheit verursacht Krankheiten , wie zystischer Fibrose und trägt zu verschiedenen Krebsarten zu unterstützen.

Yu , zusammen mit erster Autor John Karijolich , Ph.D., verwendet eine andere Art von RNA - Führungs RNA - zu Boten-RNA zu modifizieren. Guide -RNAs sind kurze RNAs , die auf bestimmte Sequenzen binden in RNA und erlauben nur eine bestimmte Website geändert werden. "Guide RNAs gibt uns eine enorme Macht , um an einer Stelle in Null im Genom und stellen sehr gezielte Veränderungen ", sagte Bambara .

Das Team entwickelte eine künstliche Führung RNA und programmiert sie zum Ziel und ändern einen bestimmten Stop-Codon in einer mRNA .

"Die Tatsache , dass diese Strategie funktioniert - dass der Führungs RNA erstellt man seinen Weg zu seinem Ziel , dem Stop-Codon gefunden wird, und leitete die gewünschte Strukturänderung - ist ziemlich bemerkenswert Führer RNAs wurden nicht gedacht, um den Zugriff auf Messenger-RNA zu haben, so . niemand glaubte sie Boten-RNA für Modifikationsziel könnte ", sagte Karijolich , der die Forschung als Doktorand am Rochester durchgeführt , ist aber jetzt ein Postdoctoral Fellow in der Abteilung für Biochemie an der Robert Wood Johnson Medical School. "Unsere Ergebnisse werfen die Frage , ob ein ähnlicher Prozess kann natürlich passieren. "

" Frühere Untersuchungen haben andere Möglichkeiten, um den genetischen Code zu modifizieren vorgestellt , aber was ist wirklich einzigartig zu unserem Verfahren ist, dass es auf RNA-Ebene und es ist standortspezifisch . Wir können die künstliche Führung RNA in einer Zelle Ausdruck geben und es zu machen eine Modifikation an einem Standort und nur dieser Ort ", sagte Yu .

Verändern messenger RNA auf diese Weise kann ein anderer Mechanismus menschliche Zellen zu verwenden, um viele verschiedene Arten von Proteinen zu schaffen. Angesichts unserer Komplexität , die Menschen haben überraschend wenige Gene. Zwar ist es bekannt, dass die Mehrheit der menschlichen Gene für mehr als ein Protein , kann mRNA Modifikation eines realisierten Weise , dass der Mensch in der Lage, dies zu tun.

Yu plant, diese Forschung weiter zu verfolgen , untersucht, ob und wie gezielte mRNA Modifikation ist natürlich passiert.

Die Studie wurde von der National Institute of General Medical Sciences an der National Institutes of Health.

Quelle:
Emily Boynton
University of Rochester Medical Center