Forskare vid Folkhälsans forskningscentrum har utvecklat en ny metod som gör det möjligt att mäta mängden ribonukleotider i små vävnads- och cellprover i ett vanligt laboratorium utan specialutrustning.
RNA (ribonukleinsyra), som byggs upp av ribonukleotider, är en molekyl som finns i alla levande organismer. RNA tros sannolikt ha föregått DNA i det ursprungliga livet för miljarder år sedan. RNA ersattes så småningom av DNA som en kemiskt mer stabil bärare av genetisk information.
Vid mitokondriella sjukdomar, alltså genetiska sjukdomar som orsakas av mutationer som gör att mitokondrierna inte fungerar som de ska, kan biosyntesen av alla nukleotider potentiellt minska. Det finns dock endast lite kunskap om i vilken omfattning och i vilka vävnader detta sker, samt vilka konsekvenserna är. Denna kunskapslucka beror delvis på att det saknas lämpliga metoder för att mäta ribonukleotider i ett vanligt forskningslaboratorium utan specialutrustning för kromatografi. Nu har forskare utvecklat den första tekniken som möjliggör enkel mätning av alla 12 ribonukleotider från små vävnads- och cellprover utan specialutrustning.
– Vår analys är baserad på RNA-polymeras och en smart fluorescerande RNA-molekyl som kallas Broccoli, som ursprungligen utvecklades av andra forskare för att möjliggöra fluorescensmikroskopi av RNA i celler, säger forskardoktor Janne Purhonen vid Folkhälsans forskningscentrum.
Till skillnad från DNA, som endast lagrar genetisk information, har RNA många roller i cellen. Till exempel utför flera olika RNA-former tillsammans proteinsyntesen enligt de instruktioner som kodas i DNA. Förutom att vara byggstenar i RNA är de fyra ribonukleotiderna och deras tre fosforylerade former viktiga för nästan alla cellulära processer som energikällor i enzymatiska reaktioner, som prekursorer i syntesen av hundratals andra metaboliter och som signalsubstanser. Cancerceller som delar sig snabbt behöver stora mängder nukleotider, och flera cancerläkemedel utnyttjar detta genom att rikta in sig på nukleotidmetabolismen. Även immunceller som delar sig snabbt kan dämpas med läkemedel som hämmar nukleotidbiosyntesen vid autoinflammatoriska sjukdomar.
Eftersom ribonukleotider är involverade i nästan allt som gäller cellernas ämnesomsättning är möjligheterna att använda den nya metoden inom grundforskningen väldigt stora.
Studien utfördes av forskargruppen under ledning av docent Jukka Kallijärvi vid Folkhälsans forskningscentrum och Helsingfors universitet och publicerades i tidskriften Nucleic Acids Research.
– Den bästa belöningen för vårt arbete skulle vara att analysen visar sig vara användbar för andra forskare inom många biologiska och biomedicinska områden, säger Kallijärvi.
Jukka Kallijärvi, PhD, docent
Folkhälsans forskningscentrum
Tfn: +358 50 448 7006
E-post: jukka.kallijarvi@helsinki.fi
Janne Purhonen, Anders Hofer, Jukka Kallijärvi. Quantification of all 12 canonical ribonucleotides by real-time fluorogenic in vitro transcription. Nucleic Acids Research, 2023;, gkad1091, https://doi.org/10.1093/nar/gkad1091
Foto: Mostphotos.
