Jednymi z najmniejszych pasożytów, jakie zamieszkują nasz organizm, są tzw. retrotranspozony. To fragmenty DNA wplecione w nasz genom. Nasze komórki posiadają mechanizm obronny, który powstrzymuje te genetyczne pasożyty przed namnażaniem. W prestiżowym piśmie „Cell” ukazał się artykuł będący wynikiem badań zespołu uczonych z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN, wyjaśniający nowy mechanizm obrony przed retrotranspozonami. Nie działają one dla dobra organizmu, a jedynie kopiują same siebie, a te kopie wklejają do naszego DNA. Każdy z nas ma w swoich komórkach między 80 a 100 aktywnych retrotranspozonów.
– Retrotranspozony to nie to samo, co wirusy – wyjaśnia prof. Andrzej Dziembowski (na fot.) z IBB PAN. – Wirusy mają osłonkę, która pozwala im wyjść z komórki i atakować kolejne komórki. Retrotraspozony nie są w stanie opuścić komórki: mnożą się w DNA tej samej komórki, z której pochodzą. Przenoszą się z pokolenia na pokolenie m.in. dlatego, że obecne są także w komórkach rozrodczych. Aż 17% DNA w ludzkim genomie to elementy LINE-1 kodujące tzw. retrotranspozony. Nie są nam do niczego potrzebne, wręcz są szkodliwe. Wklejając się do DNA prowadzą do powstawania mutacji, często towarzyszą nowotworzeniu lub wręcz leżą u jego podstaw.
Zespół prof. Dziembowskiego złożony z młodych naukowców, dr. Zbigniewa Warkockiego – pierwszego autora publikacji, dr. Pawła Krawczyka i Doroty Adamskiej, we wspomnianej publikacji pokazuje nieznany dotąd sposób, w jaki komórka może blokować te genetyczne pasożyty przed dalszym namnażaniem. (https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.07.022).
Prof. Dziembowski wyjasnia, że jeśli u człowieka komórki nie umieją prawidłowo zwalczać retrotranspozonów, może to się wiązać np. z całkowitą bezpłodnością. Dlatego w komórkach powstały mechanizmy obrony przed namnażaniem się tych genowych pasożytów.
Elementy LINE-1 zapisane są w naszym DNA w jądrze komórkowym. Tam DNA jest transkrybowane na RNA, które jest w stanie odtworzyć DNA i wkleić go w DNA tej samej komórki na zasadzie mechanizmu „kopiuj-wklej”.
Dotąd opisano już jak komórka może – za pomocą metylacji – zablokować swój fragment DNA z elementem LINE-1, tak by stał się nieczynny, a więc nie był transkrybowany. Znano mechanizmy, które nie dopuszczają, żeby retrotranspozon w ogóle zaczął się kopiować. Teraz polscy naukowcy wyjaśnili, jak komórka może bronić się przed genetycznymi pasożytami na dalszym etapie, kiedy retrotranspozon już się uaktywni.
Aby zastopować „inwazję” genetycznego pasożyta, w komórce może zajść tzw. urydylacja RNA retrotranspozonu. Polega ona na dołączeniu do końca RNA dodatkowych nukleotydów urydylowych, które działają jak kula u nogi.
– My po raz pierwszy opisaliśmy, jak działa ten mechanizm – mówi prof. Dziembowski. – Takie zablokowane RNA jest już niegroźne. Ze swoją kulą u nogi nie może już skakać po genomie i wklejać do niego nowych fragmentów DNA. A z czasem jest usuwane przez komórkę.
JK
(Źródło: PAP – Nauka w Polsce)