RNA-molekyler styr reparationen av människans arvsmassa i cancerceller
Länge trodde man att RNA endast deltog i proteintillverkning, men ny forskningvisar motsatsen. ”Våra senaste forskningsfynd visar att vissa RNA kan binda till enzym som reparerar skadat DNA och fungera som av- och på-knapp för dessa enzym”, skriver här Marianne Farnebo, docent vid Karolinska Institutet.Därmed kan RNA styra DNA-reparation, en upptäckt som på sikt kan leda till möjligheten att både motverka cancerutveckling och skapa bättre cancerbehandlingar.
Den genetiska informationen för hur en människa ska se ut finns i vårt DNA som lagrar all information om hur kroppens celler ska utvecklas och fungera. Varje dag uppstår tusentals skador i cellernas DNA, ändå håller den sig förvånansvärt intakt. Ett effektivt reparationsmaskineri är källan till hur cellen säkrar den genetiska informationen, reparerar sitt DNA och motverkar sjukdomar som cancer.
Orsakerna till DNA-skador är många – de kan exempelvis uppstå som följd av exponering av solstrålar, cigarettrök eller andra mutagena ämnen, men också av naturliga händelser inom cellen, som vid celldelning eller energiproduktion. När en skada skett avlägsnas den av speciella enzymer och på olika sätt. Skador som kemiska modifieringar på DNA-molekylen repareras genom excision reparation, där den skadade delen tas bort och ersätts med en frisk del. Om DNA-strängarna istället går av, antingen den ena eller båda strängarna, utförs reparation på andra sätt och via andra enzym (se exempel nedan). Olämpligt val av reparationsväg kan resultera i ett spektrum av sjukdomar som sträcker sig från utvecklingsstörningar till cancer och därför behöver dessa val regleras noggrant.
DUBBELSTRÄNGSBROTT FARLIGAST
Den mest toxiska formen av DNA-skada innebär att båda DNA-strängarna går av samtidigt, så kallat dubbelsträngsbrott. Eftersom båda strängarna är skadade kan ingen av dem användas som ritning för att genomföra reparation vilket gör processen svårare. Cellen måste då antingen använda friska DNA-strängar på andra kromosomer som ritning (kallad homolog rekombination) eller klistra ihop de fria ändarna utan ritning (kallad icke-homolog sammanfogning)
1. Den förstnämnda (som använder en ritning) resulterar i mer perfekt resultat och används ofta för att reparera delar av DNA som anses innehålla viktig information (till exempel gener). Men eftersom den tar längre tid och endast är tillgänglig vid vissa cellcykel- faser, används icke-homolog sammanfogning oftare. Exakt hur cellen styr av och på för dessa reparationsvägar som konkurrerar med varandra är oklart, men våra senaste fynd ger svaret – RNA-molekyler.
RNA är grundläggande molekyler som finns i alla levande organismer. En del fungerar som källa för proteintillverkning och kallas protein-kodande RNA medan andra, icke-kodande RNA, utför andra funktioner i cellen. Allt fler studier pekar på att icke-kodande RNA kan spela en avgörande roll vid reparation av DNA på flera olika sätt. RNA kan agera både som vägvisare för reparationsfaktorer eller brobyggare vid själva reparationen genom att hybridisera med skadat DNA2. Vår senaste upptäckt visar att RNA dessutom kan kontrollera DNA-reparation genom att blockera eller aktivera reparationsenzym.
