Små RNA-molekylers roll som skydd mot infektioner och reglerare av organismers utveckling

Vad har fostrets utveckling, försvar mot virusinfektioner och skydd mot sjukdomar gemensamt? Svaret på den frågan är små RNA-molekyler – de spelar åtminstone stor roll i dessa och många andra biologiska processer. Min forskningsgrupp studerar just dessa små RNA-molekyler och vi hoppas kunna bidra till ökad kunskap om hur de fungerar i olika biologiska förlopp som till exempel hur en organism kan utvecklas från en enda cell till mängder av specialiserade vävnader och hur vi kan försvara oss mot bakterieinfektioner.

Små RNA-molekyler kontrollerar en stor mängd funktioner i olika organismer, i den encelliga amöban såväl som i våra komplexa kroppar. Dessa, endast 21 nt långa RNA-molekyler, översätts inte till proteiner, istället fungerar de som målsökande robotar genom att binda till specifika mål-RNA (proteinkodande budbärar-RNA) och därmed förhindra att de avläses till proteiner. Ett exempel är mikro (mi)RNA. I människor har man uppskattat att över hälften av alla generna regleras av miRNA och många sjukdomar, till exempel cancer, är kopplade till för lite eller för mycket miRNA i cellerna. Trots att man vet att genreglering med hjälp av miRNA skiljer sig mellan djur och växter är de exakta mekanismerna långt ifrån klarlagda. Ny forskning har visat att miRNA i djur med stor sannolikhet även fungerar som ett första immunförsvar. När den patogena bakterien kommer in i vissa celler, svarar cellen med att till exempel producera mindre av vissa miRNA vilket i sin tur ökar proteinuttrycket av gener som behövs för att döda bakterien.

De övergripande frågorna vi försöker besvara är: Hur kan miRNA påverka utvecklingen från en enda cell till en flercellig individ? Hur kan små RNA-molekyler skydda oss mot infektioner av patogena bakterier? Vi angriper dess frågor på ett lite annorlunda sätt – genom att använda amöban Dictyostelium som försöksmodell. Dictyostelium har en intressant livscykel. Den växer som encellig organism och äter bakterier men när bakterierna tar slut, svälter amöban vilket sätter igång en fas där 100 000 celler går ihop och utvecklas som en flercellig organism. I många avseenden är dessa processer mycket lika de som djur använder och många av de inblandade generna är konserverade. Dessutom kan patogena bakterier infektera och föröka sig inuti amöban. Infektionsmekanismen är väldigt lik den som sker i våra makrofager, där vissa patogena bakterier kan föröka sig och orsaka livsfarliga sjukdomar. Detta gäller t.ex. Mycobakterier som orsakar den fruktade sjukdomen tuberkulos. På grund att dessa och många andra processer är evolutionärt konserverade, det vill säga fungerar på samma sätt i amöban som i djur, kan vi använda Dictyostelium som modell för våra studier. Den största fördelen med detta är att det för Dictyostelium, jämfört med djur, finns en stor mängd molekylärbiologiska tekniker som kan användas för att studera komplicerade processer.

Vi hoppas vår forskning skall öka kunskapen om de grundläggande mekanismerna bakom genreglering med hjälp av små RNA och i förlängningen leda till utvecklingen av nya mediciner och behandlingar av sjukdomar.

...