MicroRNA kann als "Decoder-Ring" zum Verständnis komplexer biologischer Prozesse dienen, hat ein Team von Chemikern der New York University herausgefunden. Ihre Studie, die in Proceedings of the National Academy of Sciences erscheint, weist auf eine neue Methode hin, um die biologischen Funktionen von Enzymen zu entschlüsseln und diejenigen zu identifizieren, die Krankheiten antreiben.
Die Forschung konzentriert sich auf eine bestimmte Klasse von Enzymen, die Kohlenhydrate (d. h. Glykane) biosynthetisieren – komplexe biologische Moleküle, die mehrere Aspekte der Zellbiologie kontrollieren – sowie auf die begleitende microRNA (miRNA), die regulatorische Moleküle sind, die Veränderungen anregen in einer Zelle durch Hemmung der Proteinexpression.
"Kohlenhydrate stellen eine Herausforderung für die Analyse dar, da ihre Komplexität und das 'Rauschen', das ihre Biosynthese begleitet, es schwierig machen, zu isolieren, wie sie an zellulären Veränderungen beteiligt sind", erklärt Lara Mahal, außerordentliche Professorin am Department of Chemistry and der NYU der leitende Autor der Studie. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass wir, anstatt zu versuchen, die Feinheiten der Aktivität dieses Moleküls zu verfolgen, einfach miRNA verfolgen können.“
Insbesondere, fügt sie hinzu, kann miRNA aufklären, welche Glykogene oder Gene, die Glykosylierungsenzyme codieren, in einem biologischen Stoffwechselweg lebenswichtig sind.
Frühere Forschungen von Mahal und ihren Kollegen ergaben, dass miRNA-Moleküle, die zur Regulierung der Genexpression verwendet werden, als Hauptregulatoren der Kohlenhydrate auf der Zelloberfläche dienen. Die Entdeckung zeigte zum ersten Mal, dass miRNA eine bedeutende regulatorische Rolle in diesem Teil der Zelle spielt, der auch als Glykom bekannt ist.
In der neuen Studie konzentrierte sich ihr Forschungsteam darauf, festzustellen, ob miRNA als "Decoderring" verwendet werden könnte, um die Rolle bestimmter Glykane in der Biologie aufzudecken. Sie konzentrierten sich auf miR-200, eine miRNA-Familie, die die Bewegung von Zellen in Prozessen wie Wundheilung und Metastasierung von Tumorzellen steuert, um festzustellen, ob sie die biologische Funktion eines Trios von Glykanen vorhersagen könnte, die notorisch schwer zu überwachen sind.
Ihre Forschung ergab, dass die Störung dieser drei Glykane die gleiche Wirkung hatte wie miR-200. Beispielsweise verloren sowohl miR-200 als auch Zellen, in denen eines dieser drei Glykane gestört war, ihre Bewegungsfähigkeit, eine entscheidende Funktion bei der Wundheilung und bei der Krebsmetastasierung.
MiRNA sind viel einfacher zu analysieren als Glykosylierung und sind ein nützliches Werkzeug, um die Rolle der Glykosylierung bei menschlichen Krankheiten und Leiden zu beleuchten. Dies ist besonders wichtig, da Kohlenhydrate bei jeder Krankheit eine wichtige Rolle spielen, was wir noch verstehen müssen, bemerkt Mahal.
"Gaumensp alten, koronare Herzkrankheit und andere Erkrankungen beinh alten biologische Wege, die wir größtenteils nicht verstehen", erklärt sie.„Unsere Ergebnisse legen nahe, dass MiRNA eine Möglichkeit bietet, das Durcheinander zu durchbrechen, um besser zu sehen und zu verstehen, wie sich diese Leiden manifestieren.“
