Il gruppo della Dott.ssa Hana Cahová dell'Istituto di Chimica Organica e Biochimica del CAS, in collaborazione con scienziati dell'Istituto di Microbiologia del CAS, ha scoperto una classe completamente nuova di cappucci di dinucleosidi polifosfato 5'RNA nei batteri e ha descritto la funzione degli allarmi e il loro meccanismo di funzionamento. La scoperta è stata recentemente pubblicata sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

I dinucleosidi polifosfati sono piccole molecole di segnalazione presenti in tutti i tipi di organismi. Sono noti da più di cinquant'anni e sono spesso chiamati "allarmi, " poiché la loro concentrazione nelle cellule aumenta in condizioni di stress. Queste molecole influenzano varie funzioni cellulari, ma il meccanismo della loro azione era ancora sconosciuto. Hana Cahová e i suoi colleghi hanno notato che la struttura di questi allarmi era simile a quella dell'RNA e presumevano che gli allarmi facessero effettivamente parte dell'RNA sotto forma di cosiddetti cappucci. Infatti, utilizzando la spettrometria di massa, hanno rilevato nove nuovi tipi di queste strutture come parte dell'RNA.

"Come chimici, abbiamo notato le evidenti somiglianze di questi allarmi con la struttura dell'RNA, così siamo riusciti a scoprire qualcosa che è stato nascosto ai biologi per cinquant'anni, "dice Hana Cahová, capo del gruppo di ricerca junior presso IOCB Praga.

I ricercatori hanno scoperto che queste molecole sono accettate dalle RNA polimerasi e utilizzate come primi elementi costitutivi nella sintesi dell'RNA. Inoltre, hanno determinato che l'RNA ricoperto da dinucleosidi polifosfato può essere scisso da due tipi di enzimi e quindi degradato. Alcuni dei cappucci di RNA dinucleosidico polifosfato sono stati metilati, ei ricercatori hanno dimostrato che queste metilazioni proteggevano l'RNA dalla scissione e dall'ulteriore degradazione.

La quantità di dinucleosidi polifosfati RNA tappati aumentava significativamente in condizioni di fame. Perciò, gli autori propongono che questi cappucci proteggano l'RNA dalla degradazione in condizioni di fame quando le cellule non hanno abbastanza elementi costitutivi per creare macromolecole come l'RNA. In tali situazioni, la cellula non può reagire in modo flessibile alle richieste dell'ambiente, ma può trattenere almeno un po' di RNA. Una volta che la cellula ha di nuovo abbastanza nutrimento, l'RNA incappucciato viene degradato da un enzima specifico, e la cellula può costruire nuovo RNA per riflettere la situazione attuale.

Questo è il primo lavoro che mostra che lo stato terminale 5' dell'RNA dipende dall'ambiente e dallo stress. Inoltre, la scoperta di allarmi nell'RNA può spiegare il meccanismo della loro azione. Questo lavoro fornisce anche la prima prova di piccole molecole di segnalazione - dinucleosidi polifosfati - che agiscono come parti dell'RNA.

Il gruppo di biologia chimica della dott.ssa Hana Cahová applica metodi chimici ai sistemi biologici per comprendere meglio i processi cellulari. Il team è particolarmente interessato a trovare nuove modifiche dell'RNA in virus e batteri e a comprenderne il ruolo.