Gruppen av Dr. Hana Cahová vid CAS, Institute of Organic Chemistry and Biochemistry, i samarbete med forskare från Institute of Microbiology of the CAS, har upptäckt en helt ny klass av dinukleosidpolyfosfat 5'RNA -lock i bakterier och beskrivit alarmonernas funktion och deras funktion. Upptäckten publicerades nyligen i tidningen Naturkommunikation .

Dinukleosidpolyfosfater är små signalmolekyler som finns i alla typer av organismer. De har varit kända i mer än femtio år och kallas ofta "alarmones, "när deras koncentration i celler ökar under stressförhållanden. Dessa molekyler påverkar olika cellulära funktioner, men mekanismen för deras verkan var ännu okänd. Hana Cahová och hennes kollegor märkte att strukturen för dessa alarmoner liknade RNA och antog att alarmonerna faktiskt var en del av RNA i form av så kallade lock. Verkligen, med masspektrometri, de upptäckte nio nya typer av dessa strukturer som en del av RNA.

"Som kemister, vi märkte de uppenbara likheterna mellan dessa alarmoner med RNA -strukturen, så vi kunde upptäcka något som har varit dolt för biologer i femtio år, "säger Hana Cahová, chef för juniorforskargruppen vid IOCB Prag.

Forskarna fann att dessa molekyler accepteras av RNA -polymeraser och används som de första byggstenarna i RNA -syntes. Dessutom, de bestämde att dinukleosidpolyfosfatbegränsat RNA kan klyvas av två typer av enzymer och därmed nedbrytas. Några av dinukleosid -polyfosfat -RNA -kapsylerna metylerades, och forskarna har visat att dessa metyleringar skyddade RNA från klyvning och ytterligare nedbrytning.

Mängden dinnukleosidpolyfosfatbegränsade RNA ökade signifikant under svältförhållanden. Därför, författarna föreslår att dessa lock skyddar RNA från nedbrytning under svältförhållanden när cellerna inte har tillräckligt med byggstenar för att skapa sådana makromolekyler som RNA. I sådana situationer, cellen kan inte flexibelt reagera på omgivningens krav, men det kan behålla åtminstone lite RNA. När cellen har tillräckligt med näring igen, det begränsade RNA nedbryts av ett specifikt enzym, och cellen kan bygga nytt RNA för att återspegla den nuvarande situationen.

Detta är det första arbetet som visar att 5' -slutstatusen för RNA beror på miljö och stress. Dessutom, upptäckten av alarmoner i RNA kan förklara mekanismen för deras verkan. Detta arbete ger också det första beviset på små signalmolekyler - dinukleosidpolyfosfater - som fungerar som delar av RNA.

Den kemiska biologigruppen hos Dr. Hana Cahová tillämpar kemiska metoder på biologiska system för att bättre förstå cellulära processer. Teamet är särskilt intresserat av att hitta nya RNA -modifieringar i virus och bakterier och förstå deras roll.