Yeni Araştırma, İnsan Hücrelerinin RNA Dizilerini DNA`ya Yazabildiğini Gösteriyor

Biyolojide uzun süredir devam eden dogmaya meydan okuyan bir keşifle araştırmacılar, ökaryotik hücrelerden daha çok virüslerde görülen bir özellik olan RNA dizilerini tekrar DNA'ya dönüştürme işini memeli hücrelerinin de yapabildiğini gösterdiler. Hücreler, DNA'yı yeni oluşan bir hücreye giren yeni bir kümeye kopyalayan makineler içerir. Polimeraz adı verilen aynı makine sınıfı, merkezi DNA deposundan kopyalanan tarifler gibi RNA mesajları da oluşturur, böylece bunlar proteinlere daha verimli bir şekilde okunabilirler. Ancak polimerazların yalnızca tek yönde DNA'dan DNA’ya veya DNA’dan RNA'ya çalıştığı düşünülüyordu. Bu da RNA mesajlarının genomik DNA'nın ana tarif kitabına yeniden yazılmasını önler. Şimdi, Thomas Jefferson Üniversitesi araştırmacılarının, RNA segmentlerinin tekrar DNA'ya yazılabileceğine dair sunduğu ilk kanıtlar potansiyel olarak biyolojideki ana dogmaya meydan okuyarak biyolojinin birçok alanını etkileyen geniş etkiler yaratabilir.

Thomas Jefferson Üniversitesi'nde biyokimya ve moleküler biyoloji doçenti olan Richard Pomerantz, "Bu çalışma, RNA mesajlarını kendi hücrelerimizde DNA'ya dönüştürmek için bir mekanizmaya sahip olmanın önemini anlamamıza yardımcı olacak diğer birçok çalışmaya kapı açıyor" diyor. "Bir insan polimerazının bunu yüksek verimlilikle yapabileceği gerçeği, birçok soruyu gündeme getiriyor." Örneğin, bu bulgu, RNA mesajlarının, genomik DNA'yı onarmak veya yeniden yazmak için şablonlar olarak kullanılabileceğini düşündürmektedir. Çalışma, Science Advances dergisinde 11 Haziran'da yayınlandı.

Çalışmanın birinci yazarı Gurushankar Chandramouly ve çalışmacılarla, Dr. Pomerantz'ın ekibi işe, polimeraz teta adı verilen çok sıra dışı bir polimerazı araştırarak başladı. Memeli hücrelerindeki 14 DNA polimerazdan sadece üçü, hücre bölünmesine hazırlanmak için tüm genomu kopyalama işinin büyük kısmını yapar. Geri kalan 11 tanesi çoğunlukla DNA ipliklerinde bir kırılma veya hata olduğunda tespit etme ve onarım yapma ile ilgilidir. Polimeraz teta DNA'yı onarır, ancak hataya çok eğilimli olduğundan birçok hata veya mutasyon oluşur. Bu nedenle araştırmacılar, virüslerde daha yaygın olsa da polimeraz teta'nın ‘’ ters transkriptaz’’ gibi "kötü" özelliklerinden bazılarını başka bir hücresel makineyle paylaştığını fark ettiler. Pol teta gibi, HIV ters transkriptaz bir DNA polimeraz gibi davranır, ancak aynı zamanda RNA'yı bağlayabilir ve RNA'yı bir DNA zincirine geri okuyabilir.

Bir dizi hassas deneyde, araştırmacılar, polimeraz teta'yı, türünün en iyi çalışılmışlarından biri olan HIV'den gelen ters transkriptaz'a karşı test etti. Polimeraz teta'nın RNA mesajlarını DNA'ya dönüştürebildiğini, bunun HIV ters transkriptazının yanı sıra yaptığını ve aslında DNA'yı DNA'ya kopyalamaktan daha iyi bir iş çıkardığını gösterdiler. Teta polimeraz ile Yeni DNA mesajları yazmak için bir RNA şablonu kullanıldığında, DNA'yı DNA'ya kopyalamaya göre daha verimli ve daha az hataya neden olması, bu fonksiyonun polimerazın hücredeki birincil amacı olabileceğini düşündürdü. Grup, Dr. Xiaojiang S. Chen'in Güney Kalifornya Üniversitesin'deki laboratuvarı ile işbirliği yaptı ve yapıyı tanımlamak için x-ışını kristalografisini kullandı ve bu molekülün, polimerazlar arasında benzersiz bir özelliği ile daha hacimli RNA molekülüne uyum sağlamak için şekil değiştirebildiğini buldu.

Dr.Pomerantz, "Araştırmamız, polimeraz teta'nın ana işlevinin bir ters transkriptaz olarak hareket etmek olduğunu gösteriyor" diyor. "Sağlıklı hücrelerde, bu molekülün amacı RNA aracılı DNA onarımına yönelik olabilir. Kanser hücreleri gibi sağlıksız hücreler, polimeraz teta yüksek oranda eksprese edilir ve kanser hücresi büyümesini ve ilaç direncini destekler. Polimeraz tetanın RNA üzerindeki aktivitesinin DNA onarımına ve kanser hücresi çoğalmasına katkısının nasıl olduğunu daha fazla anlamak heyecan verici olacaktır."