Kod rozpoznania RNA w oddziaływaniach RNA-domena białkowa RRM

Cząsteczki kwasu rybonukleinowego praktycznie nie występują w komórce w odosobnieniu i już podczas syntezy są wiązane przez rozmaite białka. Białka towarzyszące cząsteczkom RNA są zaangażowane w szereg istotnych procesów komórkowych, włączając każdy z etapów obróbki i dojrzewania RNA, transport, składanie rybosomu i regulację biosyntezy innych białek. Rozpoznanie i wiązanie RNA przez białka polega na wytworzeniu złożonej sieci oddziaływań pomiędzy tymi makrocząsteczkami i odbywa się z udziałem kilku podstawowych typów domen białkowych. Jednym z nich, powszechnie spotykanym u wszystkich form życia, włączając wirusy i bakterie, jest domena RRM (ang. RNA-recognition motif). Do tej pory zidentyfikowano ją u blisko 2% wszystkich białek kodowanych w ludzkim genomie. Domeny RRM selektywne wiążą tylko ściśle określone cząsteczki RNA, a wiązanie to odbywa się w oparciu o specyficzny kod wzajemnego rozpoznawania sekwencji i struktury przestrzennej.

Celem mojego projektu jest „złamanie” kodu, według którego odbywa się specyficzne rozpoznawanie RNA przez domeną białkową RRM. Prowadzone przeze mnie badania obejmują scharakteryzowanie nowych domen RRM o nieznanej dotąd specyficzności względem RNA oraz próbę inżynierii (modyfikacji) już poznanych domen RRM ukierunkowaną na zmianę ich specyficzności. Staż podoktorski realizuję w Laboratorium Bioinformatyki i Inżynierii Białka, kierowanym przez Profesora Janusza Bujnickiego. Współpraca z zespołem prof. Bujnickiego pozwala mi na wykorzystanie w swej pracy interdyscyplinarnego podejścia łączącego analizy teoretyczne i badania doświadczalne z zakresu biologii molekularnej, biochemii i biofizyki.

Poznanie kodu rozpoznawania sekwencji RNA przez domeny RRM umożliwi przewidywanie specyficzności substratowej niezbadanych dotąd domen RRM, czego wynikiem będzie sformułowanie hipotez dotyczących funkcji molekularnej i komórkowej zawierających je białek. W konsekwencji możliwe będzie lepsze zrozumienie podłoża ważnych procesów komórkowych, odbywających się z udziałem kompleksów rybonukleoproteinowych. Dodatkowo mój projekt dostarczy nowych informacji w zakresie filogenetycznego pokrewieństwa domen RRM oraz uzupełni podstawową wiedzę o rozpoznawaniu molekularnym i mechanizmach oddziaływania makrocząsteczek. Wierzę, iż w dalszej perspektywie uzyskane wyniki mogą stać się również źródłem informacji do projektowania nowych i specyficznych domen RRM np. w biologii syntetycznej. Projektowane białka z domenami RRM, wiążącymi zadaną przez użytkownika sekwencję, mogłyby znaleźć zastosowanie zarówno w badaniach podstawowych, jak i aplikacyjnych, na przykład w celu naprawy wadliwych transkryptów.

dr Martyna Nowacka

Odbywa staż podoktorski w Międzynarodowym Instytucie Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie. Absolwentka biologii na Uniwersytecie Adama Mickiewicza w Poznaniu. W roku 2010 uzyskała tytuł doktora nauk chemicznych z zakresu biochemii w Instytucie Chemii Bioorganicznej Polskiej Akademii Nauk w Poznaniu. Jest kierownikiem dwóch projektów badawczych: FUGA oraz Iuventus. Jej zainteresowania naukowe skupiają się wokół oddziaływań białek z kwasami nukleinowymi oraz regulatorowych funkcji RNA.

Data publikacji: 04.11.2013