ARNFiecare elev de liceu învaţă la biologie cum se exprimă genele: ADN-ul, păstrătorul informaţiei, este copiat în ARN, mesagerul, care transportă instrucţiunile necesare sintetizării proteinelor către ribozom, partea celulei în care sunt asamblate proteinele.

 

 

Dar se dovedeşte că este mult mai complicat de atât. În ultimii anii, biologii au descoperit o mulţime de alte molecule care reglează fin acest proces, inclusiv câteva tipuri de ARN (acid ribonucleic). Printr-un fenomen natural cunoscut drept interferenţa ARN, fragmente scurte de ARN pot intercepta şi distruge ARN-ul mesager înainte ca acesta să transporte instrucţiunile.

Oamenii de ştiinţă încearcă acum să creeze tratamente bazate pe interferenţa ARN (iARN), care ne dă posibilitatea ispititoare de a inactiva expresia oricărei gene din corp.

“Cu iARN, avem posibilitatea de a crea fragmente scurte de ARN care să se potrivească cu orice genă sau parte a acesteia şi să o inactiveze. Apoi ne putem întreba despre potenţialele beneficii ale inactivării acelei gene în cazul unei boli,” declară profesorul de la Institutul MIT Phillip Sharp, al cărui laborator efectuează astfel de studii.

În 2006, Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină a fost acordat unui duo de cercetători, unul dintre ei fiind Andrew Fire, care şi-a luat doctoratul la MIT în 1983 sub îndrumarea strictă a lui Sharp, pentru descoperirea mecanismului interferenţei ARN. Fire şi Craig Mello au demonstrat în 1998 că atunci când molecule dublu spiralate şi scurte de ARN, cu secvenţa complementară unui mesager ARN specific, au fost injectate viermelui C. elegans, producţia proteinei de care era responsabil mesagerul ARN în cauză a încetat.

Iată cum funcţionează: Molecule dublu spiralate de ARN numite ARNsi (ARN de scurtă interferenţă) se leagă de ARN-ul mesager complementar, iar apoi, cu ajutorul unor proteine, rup legăturile chimice din ARN şi îl împiedică să livreze instrucţiunile de sintetizare a proteinelor.

Acest mecanism are loc în mod natural şi este posibil să fi evoluat pentru a le conferi celulelor mai mult control asupra expresiei genice, în particular în timpul dezvoltării embrionare. Ar putea de asemenea servi drept mecanism de apărare împotriva viruşilor care încearcă să îşi introducă materialul genetic în celule.





Exploatând mecanismul recent descoperit denumit interferenţă ARN, biologii ar putea dezvolta noi tratamente pentru boli inactivând anumite gene.


Interferenţa ARN poate fi, de asemenea, mediată de microARN, care este o moleculă scurtă de ARN, cu o singură spirală. Interferenţa ARN a fost observată la o mare varietate de specii, inclusive plante, bacterii şi muşte, precum şi la oameni.

Cercetătorii au demonstrat că siARN-ul sintetic injectat în celulele umane în laborator poate inactiva cu succes gene, crescând speranţa ca boli precum cancerul, fibroza chistică, boala Huntington şi altele cauzate de erori în funcţionarea genelor să fie tratate prin intermediul interferenţei ARN.

Înainte ca astfel de terapii să poată deveni utile, cercetătorii trebuie să afle cum să direcţioneze eficient fragmente de ARN către celule. Sharp şi alţi oameni de ştiinţă de la MIT, inclusiv profesorul Robert Langer şi cercetătorul Daniel Anderson, lucrează la o metodă de a direcţiona eficient pachete de ARN într-un strat cu molecule grase numite lipidoide, ce pot traversa membrana grasă a celulelor. Au folosit cu succesul lipidoidele pentru a direcţiona ARN către celulele hepatice şi pulmonare la şobolani şi maimuţe, şi speră să înceapă testele clinice în următorii doi ani.

Sharp lucrează şi cu Sangeeta Bhatia, profesoară la Departamentul de Ştiinţe şi Tehnologie Medicale, pentru a descoperi metode mai bune de a direcţiona nano-particule purtătoare de ARN către celule specifice, cum ar fi celulele tumorale.

Este un drum lung, declară Sharp, dar potenţialul interferenţei ARN este foarte mare. “Descoperirea interferenţei ARN ne-a deschis ochii către o ramură cu totul nouă a ştiinţei biomedicale şi a biologiei de care înainte nu fusesem conştienţi.”



 

Articolul reprezintă traducerea articolului Explained: RNA interference, publicat pe site-ul web.mit.edu.
Traducere: Anca Negulescu