La trascrizione dell'RNA è il processo genomico in cui una cellula produce un duplicato della sequenza di DNA di un gene. In uno studio pubblicato su Nucleic Acids Research , il professor Jun Zhang, Ph.D., del Dipartimento di Chimica dell'Università dell'Alabama presso il Dipartimento di Chimica di Birmingham, e il suo team rivelano come la proteina SRSF1 possiede la nuova funzione di legare e dispiegare i complessi quadruplex della guanina di RNA.
Presente sia nelle sequenze di DNA che di RNA, un G-quadruplex (GQ) è una struttura di quattro basi di guanina attaccate in una matrice planare. Questi array, noti come G-tetrade, sono collegati tramite accoppiamenti di basi Hoogsteen. Si vede comunemente che tre o più strati di G-tetrade sono ciò che costituisce una struttura GQ.
In una cellula normalmente funzionante, la maggior parte dei GQ alla fine viene srotolata, in modo che l'informazione codificata dall'RNA possa essere utilizzata per l'espressione proteica. I GQ sono comunemente usati per regolare il livello di espressione proteica. Tuttavia, a causa dell'estrema stabilità delle loro strutture, i GQ sono relativamente difficili da sciogliere una volta formati nelle cellule.
Ad esempio, se il GQ non viene svolto, il ribosoma non può attraversarlo e la proteina necessaria non può essere prodotta. Questa funzione di regolazione è importante perché, se la proteina funziona per sopprimere le cellule tumorali, l'incapacità di svolgere una sequenza GQ può provocare la replicazione di cellule cancerose e dannose.
"Questo è importante perché capire come possiamo facilmente aprire le strutture GQ potrebbe fornire un'altra strada verso il futuro delle opzioni di trattamento per alcune malattie", ha detto Zhang. "Prima d'ora non esistevano altri strumenti esterni che potessimo utilizzare facilmente per aprire queste strutture nella cella."
Zhang e il suo team hanno studiato la famiglia di proteine Ser/Arg-rich, o SR.
Ci sono 12 membri della famiglia delle proteine SR. Questa famiglia di proteine che legano l'RNA è nota soprattutto per lo splicing dell'RNA. SRSF1 supervisiona lo splicing di oltre 1.500 diverse trascrizioni di RNA messaggero.
"Il cattivo funzionamento dello splicing può provocare lo sviluppo di diverse malattie come il cancro", ha detto Zhang. "Circa il 60% delle malattie può effettivamente essere attribuito al cattivo funzionamento dello splicing."
Ciascun membro della famiglia delle proteine SR è costituito da uno o due motivi di riconoscimento dell'RNA N-terminale, o RRM, e una regione della proteina C-terminale fosforilabile ricca di dipeptidi Arg/Ser ripetitivi, o RS.
Il laboratorio di Zhang è il primo a solubilizzare con successo l'SRSF1 a lunghezza intera nel suo stato nativo. Il team di Zhang lo ha utilizzato per esplorare il panorama del legame dell'RNA di SRSF1. Facendo ciò con successo, il team di Zhang ha scoperto che SRSF1 RS preferisce la purina alla pirimidina.
Utilizzando il trasferimento di energia di risonanza della fluorescenza, o FRET, tra le sostanze chimiche fluorescenti Cy3 e Cy5, Zhang e il suo team sono stati in grado di osservare la significativa diminuzione del segnale Cy5 con l'aggiunta di SRSF1. Questa diminuzione indica un legame cooperativo di SRSF1 con ARPC2 GQ e un dispiegamento di ARPC2 GQ.
"I nostri risultati sono solo l'inizio della comprensione dei ruoli più ampi che le proteine SR svolgono nello splicing e nella traduzione dell'RNA", ha affermato Zhang. "Comprendere queste proprietà è importante perché ci aiuta a capire meglio come viene regolata l'espressione delle proteine all'interno della cellula."
Ulteriori informazioni: Naiduwadura Ivon Upekala De Silva et al, Alla scoperta di una nuova funzione di SRSF1 nel legame e nello spiegamento dei quadruplex G dell'RNA, Ricerca sugli acidi nucleici (2024). DOI:10.1093/nar/gkae213
Informazioni sul giornale: Ricerca sugli acidi nucleici
Fornito dall'Università dell'Alabama a Birmingham
