Los Alamos’tan bilim insanları; kök hücre programlaması için kritik olan ve genomun “karanlık maddesi” olarak bilinen özel bir RNA molekülünün ilk 3D görüntülerini oluşturdular.
Los Alamos Ulusal Laboratuvarı Yapısal Biyolog Karissa Sanbonmatsu: “Bildiğimiz kadarıyla; bu, kısmi bir yapı dışındaki herhangi bir uzun, kodlamayan RNA’nın (lncRNA) ilk tam 3 boyutlu yapısal çalışmasıdır. Bu, RNA’ların daha iyi anlaşılması, kardiyovasküler hastalık veya yaşlanma nedeniyle kalp rahatsızlığı olan kişiler için rejeneratif tıpta yeni stratejilere yol açabilir.”
Profesör Trushar Patel’e göre ekip; RNA molekülünün 3 boyutlu zarfını ortaya koyan küçük açılı X-ışını saçılımı (SAXS) adı verilen bir teknik kullandı. Daha sonra, makine öğrenimi ve yüksek performanslı hesaplama yardımıyla; zarfların içine sığacak atom modelleri yaptılar. Buna bugüne kadar izole edilmiş bir RNA’nın (636 nükleotit) en uzun olan atomistik bir modelin oluşturulması da dahildi.
Araştırmacı Sanbonmatsu: “Çalışmamız, bu görüntülenmesi zor RNA’ların 3 boyutlu yapılara sahip olduğunu ve bu moleküler yapıların nasıl çalıştıklarını çok iyi belirleyebileceğini göstermenin ilk adımını temsil ediyor. İncelenen RNA’ya ‘Cesur Yürek’ denir. Bu RNA, kök hücrelerin kalp hücrelerine dönüşümünü tetikler.”
İnsan genomu 2000 yılında dizilmeden önce; çoğunlukla proteinler, insan hücrelerinin beygir molekülleri için talimatlar içerdiği düşünülüyordu. Bilim insanları; genomun yüzde 10’undan daha azının proteinleri kodladığını keşfettiklerinde şok oldular. O zamandan beri, diğer yüzde 90’ın “önemsiz DNA” veya “karanlık madde” olduğu kabul edildi. DNA’nın moleküler kuzeni RNA’dır. Bilim insanları; aslında RNA’nın temel amacının, proteinlerin sentezinde DNA için bir haberci olarak koordine etmek olduğunu varsaydı. Bununla birlikte, yakın zamanda; genomun yüzde 90’ından fazlasının, uzun kodlamayan RNA molekülleri (lncRNA) adı verilen yeni ve gizemli bir RNA sınıfını kodladığı gösterilmiştir.
Bu RNA molekülleri; genlerin açılmasını ve kapatılmasını kontrol etmeye yardımcı olur. Arızaları ise; bazı durumlarda doğum kusurlarına, otizme ve hatta kansere neden olur. Ayrıca yetişkin kök hücrelerini yeniden programlamanın anahtarıdır. Moleküller genomun yüzde 90’ını oluştursa da, bilim insanlarının nasıl çalıştıklarını; hatta neye benzediklerini neredeyse bilmiyorlar. En büyük sadece 3 boyutlu RNA çalışmalarından biri olan bu çalışmada; yeni 3 boyutlu görüntüler, genleri nasıl kontrol ettiklerine daha fazla ışık tutacak gelecekteki çalışmalar için zemin hazırlıyor.