Wcześniej naukowcy nazywali to „śmieciami”, „szumem genetycznym” lub błędem.
A potem przestali odwracać wzrok.
Nowe badania przeprowadzone na Uniwersytecie Wirginii całkowicie zmieniają rozumienie cząsteczki, którą wcześniej odrzucano jako odpad komórkowy. Jest to cząsteczka RNA występująca wyłącznie u kobiet. Może to być klucz do zrozumienia, dlaczego układ odpornościowy kobiet reaguje na zagrożenia w taki a nie inny sposób.
Naukowcy nazwali tę cząsteczkę UBA1-CDK16.
Ważne jest wyjaśnienie szczegółów: jest to chimeryczny RNA, czyli cząsteczka łącząca części dwóch różnych genów.
Niszczenie starych stereotypów
Chimeryczne RNA od dawna uważane są za oznakę nieprawidłowego działania maszynerii genetycznej. Kiedy geny zostaną pomieszane podczas wzrostu nowotworu, pojawiają się te „mieszane” cząsteczki przekaźnikowe. Naukowcy wierzyli, że wykrycie takiego RNA jest równoznaczne z rozpoznaniem choroby.
Hui Li i jego zespół z Uniwersytetu Wirginii nie zgodzili się z tym stwierdzeniem.
„Wcześniej uważano, że chimeryczne RNA są… specyficzne dla raka” – powiedział Li. Jego zespół udowodnił coś przeciwnego. Ta konkretna cząsteczka nie jest usterką w systemie. Jest to część jej normalnego funkcjonowania.
Zjawisko to opiera się na starożytnej nierówności biologicznej.
Mężczyźni mają jeden chromosom X i jeden Y. Kobiety mają dwa chromosomy X. W komórkach żeńskich jeden z chromosomów X jest wyłączony, aby zapobiec nadmiernemu obciążeniu genami. Jest to standardowa procedura.
Ale tutaj kryje się niuans.
Lee odkrył, że nawet uśpiony, nieaktywny chromosom X zachował niewielką aktywność. Wytwarza cząsteczkę UBA1-CDK16.
Ten nieaktywny chromosom wytwarza go w wystarczającej ilości, aby cząsteczka mogła przedostać się do krwi. Można zmierzyć jego poziom. Można go znaleźć w organizmie zdrowych kobiet. U mężczyzn jest nieobecny po prostu dlatego, że nie mają odpowiedniego „żelaza” – drugiego chromosomu X.
Badanie krwi jako wskaźnik problemów?
Jest to ważny problem zdrowia publicznego.
Naukowcy badali stopień ciężkości choroby Covid-19. U połowy kobiet ciężko chorych na koronaawirusa poziom UBA1-CDK16 był zerowy lub w ogóle go nie wykryto. U kobiet, u których choroba przebiegała bezobjawowo, cząsteczka ta była obecna.
Niższy poziom oznaczał gorsze rokowanie.
Lee uważa, że ten RNA reguluje powstawanie neutrofili. Stanowią one „pierwszą linię obrony organizmu”, „oddziały szturmowe”, które przede wszystkim atakują infekcję. Jeśli produkcja tego RNA zostanie zmniejszona, skuteczność odpowiedzi immunologicznej może również zostać zmniejszona.
„Może to pomóc w regulacji produkcji neutrofilów.”
Może to zamienić rutynowe badanie krwi w swego rodzaju „wyrocznię”. Lekarze będą mogli pobrać od pacjenta próbkę, sprawdzić poziom UBA1-CDK i dowiedzieć się, czy układ odpornościowy tłumi swoją reaktywność, czy też jest gotowy do walki.
Ma to również znaczenie w przypadku chorób autoimmunologicznych.
Kobiety znacznie częściej niż mężczyźni cierpią na choroby autoimmunologiczne. Lee sugeruje, że ten RNA może działać jak hamulec zapobiegający nadmiernej aktywności układu odpornościowego. Jeśli nie jest wytwarzany, być może organizm zaczyna przeceniać nieszkodliwe zagrożenia i atakuje sam siebie.
Rozszerzanie mapy genomu
Dlaczego to jest ważne?
Przyjrzyj się robakom i muszkom owocowym. Mają mniej więcej taką samą liczbę genów jak ludzie. Dlaczego więc budujemy rakiety i piszemy artykuły, podczas gdy one żują liście?
„Nie chodzi tylko o liczbę genów” – zauważył Li. „Istnieje inny poziom złożoności”.
Chimeryczne RNA, takie jak UBA1-CDK16, pozwalają organizmowi osiągnąć złożoność bez zwiększania objętości DNA. Rozszerzają funkcjonalność genomu w czasie rzeczywistym.
Badanie opublikowane w czasopiśmie Science Advances przez Xinrui Shi, a którego współautorem jest Li, sugeruje, że przeoczyliśmy całą warstwę regulacji genów. Znajduje się dosłownie tutaj, w ciemności, na dodatkowym chromosomie, który posiada tylko połowa światowej populacji.
Wiedzieliśmy dużo. Ale brakowało nam połowy historii.
Co się stanie, jeśli zaczniemy inaczej patrzeć na „nieaktywny” chromosom? Jakie jeszcze tajemnice skrywa?
Jeszcze nie wiemy.
