Modul în care dieta controlează maturarea ARN-ului

Moleculă exrem de sensibilă la modificările chimice, ARN-ul mesager (ARNm) este responsabil de transmiterea informațiilor codificate în genomul uman, permițând sinteza proteinelor, care sunt necesare pentru funcționarea celulelor.
Două echipe de cercetători s-au concentrat pe un tip specific de modificare chimică - numită metilare - a moleculelor de ARNm, în cazul speciei de viermi Caenorhabditis elegans. Aceștia au descoperit că metilarea pe o anumită secvență a unui ARNm duce la degradarea acestuia și că acest mecanism de control depinde de dieta viermelui. Rezultatele studiului au fost publicate în revista Cell.

Pentru a se ajunge de la ADN la proteina corespunzătoare, au loc mai mulți pași. Una dintre cele două catene de ADN este mai întâi transcrisă în ARN, care suferă mai multe procese înainte de a fi tradus într-o proteină. Printre aceste procese se numără splicing-ul, etapă în care are loc îndepărtarea secvențelor necodificatoare din genă, numite introni, fiind păstrate doar secvențele codificatoare de proteine (exoni) . Această formă matură de ARN poartă denumirea de ARN mesager.

Pe lângă aceste procese, ARN, dar și moleculele de ADN, pot suferi o modificare chimică: metilarea. Aceasta constă în adăugarea unei grupări metil (CH3), care permite modificarea scopului acestor molecule, fără modificarea secvenței lor. Metilarea ARN este esențială: șoarecii care al căror ARN nu trec prin acest proces, mor într-un stadiu embrionar timpuriu.

Una dintre cele două echipe de cercetători analizează reglarea ARN, în timp ce cealaltă este specializată în organizarea ADN la viermele Caenorhabditis elegans. Ambele au studiat rolul metilării în controlul expresiei genelor.
În cadrul unor studii anterioare s-a demonsrat că metilarea la capătul intronului unei anumite gene blochează mecanismele de splicing. Intronul nu poate fi îndepărtat, iar proteina nu este produsă.

Această genă, al cărei ARNm este modificat prin metilare, codifică enzima care produce donorul de metil. „Prin urmare, este un mecanism de autoreglare, deoarece gena implicată în producerea unui factor cheie necesar pentru metilare este ea însăși reglată prin metilare!” explică Mateusz Mendel, autor al studiului.

Mai mult, această modificare depinde de cantitatea de substanțe nutritive primite de viermi. Cercetătorul Kamila Delaney explică faptul că atunci când substanțele nutritive sunt abundente, ARNm este metilat, spicingul este blocat, iar cantitatea de donori de grupări metil scade, ceea ce limitează numărul posibilelor reacții de metilare. Mendel spune că reacțiile anormale de metilare-prea multe sau prea puține-pot reprezenta cauza multor boli. Celula a creat acest sistem de reglare foarte sofisticat pentru a asigura un echilibru al metilărilor în celulă.

sursa: Science Daily