Molekul Yang Seharusnya Tidak Ditemukan – “Gangguan Terbesar di Zaman Ilmiah Saya”

Berbagai molekul dilepaskan dari permukaan sel, termasuk glikoprotein, glikolipid, dan glycoRNA baru. Gambar menunjukkan RNA sebagai batang bermata dua dan bulat, dan glycan sebagai bentuk Tinkertoy yang berada pada karya tersebut. Pendanaan: Emily M. Eng / R. Flynn et al./Cell 2021

Beberapa molekul RNA mengandung Koin Gula yang Tidak Terduga

Bahannya sama RNA molekul eksternal kulit. “GlycoRNA” yang baru dirilis dapat berperan dalam sistem kekebalan.

Anehnya, para ilmuwan telah menemukan molekul yang dilapisi glukosa RNA yang menghiasi permukaan sel.

Yang disebut “glycoRNA” ini dilepaskan dari saluran pencernaan, di mana mereka dapat berinteraksi dengan molekul lain. Penemuan itu dilakukan pada 17 Mei 2021 di surat kabar Sel, Mempromosikan pemahaman tentang bagaimana sel menggunakan RNA dan glycans.

“Ini mungkin kejutan terbesar bagi para ilmuwan dalam hidup saya,” kata peneliti Carolyn Bertozzi, seorang peneliti di Institut Medis Institut Howard Hughes di Universitas Stanford. “Berdasarkan pemahaman kita tentang biologi, tidak ada hubungan antara gula dan RNA.”

Biasanya, RNA diproduksi di jantung dan ditransfer ke sitoplasma, di mana ia bertindak sebagai templat penghasil protein. Sampai saat ini, para ilmuwan berspekulasi bahwa glycans disimpan secara berbeda. Tetapi percobaan baru ini menunjukkan bahwa kedua molekul benar-benar berinteraksi, dan RNA berlapis gula mengalir di atas permukaan.

Hasil awal tim Bertozzi menarik perhatian ketika mereka mempostingnya di server pracetak bioRxiv.org pada tahun 2019. Sekarang, para ilmuwan mengatakan mereka memiliki bentuk baru glycoRNA, membuka komponen yang mungkin mengandung RNA berlapis gula dalam sistem kekebalan.

Molekul yang seharusnya tidak ada

Para peneliti ini telah mempelajari “glikobiologi” selama bertahun-tahun. Gula memainkan peran penting dalam komunikasi seluler, antara lain. Di masa lalu, para ilmuwan telah menemukan glycans yang tinggi protein dan lemak. Glycomolecule juga menjaga dinding bakteri dan jamur di teluk, membantu sel untuk terhubung dan menularkan ke orang lain.

Sampai saat ini, glikobiologi dan biologi RNA belum. Ilmuwan di kedua bidang menggunakan berbagai teknik dan teknik untuk mempelajari molekul mereka. Rekan penulis Ryan Flynn, lulusan RNA dari sekolah menengah, belum pernah mengalami glikobiologi sampai dia bertemu dengan seorang siswa di lab Bertozzi. Dia berkata: “The Glycans memiliki pemahaman biologi yang sangat kuat, dan saya mungkin tidak tahu apa-apa tentang mereka. Flynn terkesan.

“Ini mungkin sains yang paling mengganggu dalam hidup saya.”

Carolyn Bertozzi, Peneliti HHMI di Universitas Stanford

Bertozzi membawa Flynn sebagai postdoc pada 2017. Semakin banyak mereka belajar, semakin mereka bertanya-tanya apakah glycans dapat berinteraksi dengan RNA. Misalnya, kelompok tersebut mengetahui tentang enzim glycan yang mampu mengikat RNA. Hal ini meningkatkan keraguan Flynn tentang kemampuan RNA untuk mengikat glukosa. Dan meskipun kebanyakan glycans hidup dalam sel yang disebut Golgi, satu jenis glycan bercampur dengan sitoplasma, di mana terdapat RNA.

Itulah mengapa Flynn pergi berburu glycoRNA. Dia mencatat glycans di dalam sel dan mencari RNA di antara molekul yang diketahui. Memukul berarti Anda telah menemukan molekul yang mengandung RNA dan gula. Dia mencobanya selama berbulan-bulan. Selama ini, “Saya belum menemukan apa-apa,” katanya. Tapi sebenarnya bukan itu masalahnya.

Flynn juga mencari glycoRNA di Golgi. Karena RNA tidak diharapkan tersedia pada tes, tes tersebut salah – cara untuk memastikan bahwa tes tersebut tidak menemukan RNA di mana pun yang dapat mereka lihat.

Tetapi koreksi yang buruk akan kembali untuk kebaikan. Dengan kata lain, RNA dikaitkan dengan glukosa di Golgi. Kelompok itu mengira eksperimen itu pasti cacat, kata Bertozzi. “Kami mencoba menemukan sejuta jawaban untuk masalah gula dan RNA ini.”

Flynn mencoba semua yang dia bisa untuk memastikan bahwa sinyal itu berasal dari selain RNA. Jawabannya tidak berubah. Mereka menemukan glycoRNA dalam semua jenis sel yang dapat tumbuh di laboratorium. Mereka menemukannya pada tikus tikus, dan, baru-baru ini, pada glycoRNA.

dia membacakan

Tiga jenis molekul yang ada dalam sel, glikoprotein, glikolipid, dan glycoRNA (dari kiri ke kanan), membantu sel terhubung. Pendanaan: R. Flynn et al./Cell 2021

“Mereka menggunakan segala cara untuk memastikan keberadaan Glycan RNA,” kata ahli biologi Chuan He, Peneliti HHMI di Universitas Chicago yang tidak berpartisipasi dalam proyek baru.

Bertozzi dan Flynn menghargai ketersediaan bakat unik mereka. Menggabungkan peralatan dengan keahlian dari biologi RNA dan glikobiologi memberi tahu mereka untuk menemukan hal menakjubkan yang tampaknya terjadi – jika Anda hanya tahu cara mengendalikannya.

Koneksi tak terduga

Sementara itu, para peneliti di lab Bertozzi juga mempelajari sejenis protein yang disebut “Siglec”. Molekul-molekul ini terikat oleh glycans dan berpartisipasi di dalam tubuh. Flynn bertanya-tanya apakah Siglec juga dapat terhubung dengan glycoRNA terbaru.

“Ini adalah salah satunya, ‘mari kita coba, siapa tahu’ eksperimen,” kata Bertozzi. Flynn menguji 12 molekul Siglec yang berbeda dan menemukan bahwa keduanya melekat pada glycoRNA.

Studi eksperimental menunjukkan bahwa salah satu molekul Siglec telah dikaitkan dengan lupus. Menemukan hubungan antara molekul yang berbeda mulai mengisi gambaran biologi yang sama sekali baru, kata Bertozzi. Gambarannya mungkin seperti ini: RNA terjebak dalam sel, dihiasi gula. Sel-sel ini menempel pada protein Siglec, yang membantu sistem kekebalan tubuh membedakan antara teman dan musuh.

Para ilmuwan harus banyak belajar sebelum mereka dapat memahami bagaimana – atau jika – glycoRNA berperan dalam sistem kekebalan, kata Flynn. Dia sekarang memiliki lab sendiri di Rumah Sakit Anak Boston dan di sel Universitas Harvard dan departemen biologi regeneratif dan ingin meneliti pertanyaan-pertanyaan ini.

Bertozzi berpendapat bahwa kebebasan penelitian yang tidak terduga mengarah pada penemuan glycoRNA. “Itu yang ditawarkan HHMI,” ucapnya. “Jika saya adalah seorang ilmuwan muda yang melakukan ini dan memberikan dukungan NIH, kami akan menertawakan sesi ini.”

Buku: “Gen RNA Mikro dimodifikasi oleh N-glycans dan diekspresikan dalam sel hidup” oleh Ryan A. Flynn, Kayvon Pedram, Stacy A. Malaker, Pedro J. Batista, Benjamin AH Smith, Alex G. Johnson, Benson M George, Karim Majzoub dan Peter W. Vil, 17 Mei 2021, Sel.
DOI: 10.1016 / j.cell.2021.04.023

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Menyelidiki lebih dalam tentang asal usul sinar kosmik dengan gerakan Brown geometris

Representasi skema sinar kosmik yang merambat melalui awan magnetik. Kredit: Salvatore Buonocore Model simulasi menyediakan langkah pertama dalam mengembangkan algoritma untuk meningkatkan metode deteksi. Sinar...

Penyerapan elektron terpisah yang ditangkap dalam film

Film menangkap gambar penangkapan elektron terpisah. Kredit: Javier Marmolejo Para peneliti di Universitas Gothenburg telah mengamati penyerapan satu elektron oleh tetesan melayang dengan amplitudo...

Perlindungan probiotik? Bakteri Usus Ditemukan Melindungi Usus Terhadap Virus COVID-19

Para peneliti dari Universitas Yonsei di Korea Selatan telah menemukan bahwa bakteri tertentu yang hidup di usus manusia mengeluarkan obat yang menghambat SARS-CoV-2. ...

Menggali sejarah populasi Neanderthal menggunakan DNA nuklir purba dari sedimen gua

Galeri patung gua di Spanyol utara. Penulis: Javier Trueba - film sains Madrid DNA mitokondria manusia purba telah diekstraksi dari deposit gua, tetapi nilainya...

Sakelar Semikonduktor Berpanduan Laser untuk Komunikasi Generasi Selanjutnya

Insinyur Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah menemukan jenis baru sakelar semikonduktor yang digerakkan oleh laser yang secara teoritis dapat mencapai kecepatan lebih tinggi pada...

Newsletter

Subscribe to stay updated.