Čeští vědci objevili dosud neznámou část RNA. Alarmony chrání buňku v době hladu

Významný objev se podařil týmu vedenému Hanou Cahovou z Ústavu organické chemie a biochemie ve spolupráci s kolegy z Mikrobiologického ústavu Akademie věd ČR. Při studiu střevní bakterie E. coli vědci objasnili funkci „alarmonů“, malých molekul, které se ve zvýšené míře vyskytují ve všech typech organismů ve chvílích, kdy jsou vystaveny zátěži. Svůj objev tým publikoval v prestižním odborném časopise Nature Communications.

Alarmony byly objeveny před více než 50 lety a vědci předpokládali, že slouží k buněčné signalizaci ve chvíli, kdy je organismus vystaven stresu. Až dosud ale netušili, jakým způsobem se na tomto buněčném poplachu podílí.

Ve výzkumné skupině Hany Cahové, která se zaměřuje na zkoumání ribonukleové kyseliny (RNA), si ale vědci všimli podobnosti těchto molekul s malou částí RNA a přišli s hypotézou, že by alarmony mohly být součástí RNA.

Aby hypotézu ověřili, vyvinuli techniku, která tyto molekuly jako součásti RNA umí najít. Díky ní se vědcům podařilo objevit hned devět nových ještě nepopsaných druhů těchto molekul a ověřit, že se v RNA skutečně nachází, a to na jejích koncích jako takzvané čepičky, které RNA chrání před poškozením.

Půl století staré tajemství

„Jako chemici jsme si všimli do očí bijící podobnosti těchto alarmonů se strukturou RNA, a tak jsme mohli odhalit něco, co zůstávalo biologům po padesát let skryto,“ uvedla Hana Cahová z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR.

Nejznámější rolí RNA je, že umožňuje buňce překládat informace uložené v DNA do enzymů. Má ale velmi krátkou životnost – v řádu sekund až minut, někdy hodin až dnů. Buňka tak vlastně neustále likviduje starou RNA, která splnila svou úlohu, a vytváří novou. Tzv. čepička umístěná na konci RNA ji ale dokáže před touto likvidací ochránit.

Likvidaci provádějí enzymy známé jako nukleázy, které dokáží RNA nastříhat na kousky, které pak mohou být posléze recyklovány při výrobě nové RNA. Aby nukleázy byly schopny nastříhat čepičkou chráněnou RNA, musí nejdříve specializovaný enzym čepičku odstranit.

Haně Cahové a jejím kolegům se podařilo ukázat, že enzym není schopen alarmonovou čepičku odstranit, pokud je takzvaně methylována, tedy doplněna methylovým přívěškem, k čemuž dochází ve chvílích, kdy má buňka nedostatek živin a hladoví.

K čemu takový výzkum je?

Protože tvorba nové RNA je energeticky náročná, předpokládají vědci, že právě tímto způsobem buňka v hubených časech dokáže šetřit cennou a již připravenou RNA.

Pokud má buňka živin nedostatek, dojde k methylaci čepiček na koncích RNA, takže enzymy nejsou schopny je odstranit a nukleázy pak nejsou schopny RNA rozstříhat. Když je živin zase dostatek, nastoupí jiný specializovaný enzym, který dokáže methylovanou čepičku odstranit a umožní tak degradaci předtím chráněné RNA.

Autoři v této práci ukazují, že okrajové konce RNA ovlivňuje zátěž a prostředí, kterému je buňka vystavena. Je to zároveň první důkaz o zabudování malých signálních molekul do RNA. Tento objev umožní lépe pochopit buněčné reakce na okolní prostředí a ukazuje, že ribonukleová kyselina je chemicky mnohem komplikovanější, než se tušilo.

Vědci se zabývají hledáním nových RNA modifikací především ve virech a bakteriích a pochopením jejich role. Využívají metody chemické biologie, tedy aplikují chemické metody na biologické systémy, a tak se snaží pochopit buněčné procesy.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Kódy, zdravotní údaje, firemní dokumenty. Co neposílat nástrojům AI?

Chatboti s umělou inteligencí, jako jsou ChatGPT, Claude a Copilot, jsou stále populárnější. Kolik by toho ale o nás měli skutečně vědět?
před 5 hhodinami

Dehonestovaný americký vědec vyhrál soud nad ženou, která ho obvinila. Teď pracuje pro Česko

Sexuální skandál připravil amerického vědce Davida Sabatiniho o prestižní místo i důvěru kolegů. Teprve po pěti letech od začátku kauzy se mu podařilo získat vysoké odškodné od kolegyně, která ho z nevhodného chování obvinila. Vědec v současné době spojil svou kariéru s Českem.
před 6 hhodinami

OSN: Země směřuje k oteplení o 2,8 stupně Celsia proti předindustriálnímu období

Planeta při současné celosvětové klimatické politice směřuje k tomu, že bude do konce století o 2,8 stupně Celsia teplejší než v předindustriálním období, uvedl podle agentury DPA Program OSN pro životní prostředí (UNEP). Každý zlomek stupně nad hranici 1,5 stupně Celsia přitom podle šéfky UNEP Inger Andersenové zvyšuje riziko smrtících povodní, vln veder a lesních požárů, jaké letos zažila řada zemí.
08:13Aktualizovánopřed 9 hhodinami

El Niño může zdražit potraviny, experti se obávají hlavně globálních dopadů

Přímé důsledky letošního jevu El Niño na Česku by sice měly být zanedbatelné, silněji se ale mohou projevit nepřímé dopady. I když se v Česku urodí dost základních potravin, jako je pšenice nebo kukuřice, jejich ceny mohou stoupnout, hodnotí analytici.
před 9 hhodinami

Padesát milionů za Koperníka. Kdysi zakázanou knihu koupil neznámý sběratel

V přepočtu skoro padesát milionů korun investoval neznámý kupec do prvního vydání přelomového díla Mikuláše Koperníka. Aukční síň Sotheby's vydražila 20. října i dalších 155 knih věhlasných středověkých i novověkých astronomů, matematiků a fyziků, včetně Isaaca Newtona, Galilea Galileiho nebo Tychona Braha. V původním nákladu kdysi vydali nižší stovky knih, dochoval se jich ale jen zlomek – proto mají dnes takovou cenu.
před 12 hhodinami

Čínský hacker napadl stovku západních webů. Práci za něj odvedli AI agenti

Kybernetické útoky jsou stále levnější a snadnější, prokazuje odhalený případ, kdy čínští hackeři využili volně dostupné agentské umělé inteligence (AI), aby velmi levně napadli dobře zabezpečené internetové stránky.
před 14 hhodinami

Milion gigabitů za sekundu. Nový podmořský kabel propojí USA a Evropu

Nový a extrémně rychlý internetový podmořský kabel – s názvem Petal – propojí Evropu a Spojené státy. Jeho stavbu oznámila společnost Meta. S délkou sedm tisíc kilometrů má jako vůbec první podobný projekt spojit kontinenty petabitovou rychlostí. Teoreticky by mohl zajistit souběžné streamování hudby pro 75 procent světové populace.
včera v 17:21‌‌

Podezřelý manévr. Ruský satelit se přiblížil k družici finské firmy spolupracující s Kyjevem

Vojensky cenné informace ze satelitů získává Ukrajina nejen od americké vlády, ale také třeba ze soustavy družic Iceye. Vyrábí ji stejnojmenná finská firma a právě s Kyjevem letos prohloubila spolupráci. K jedné z družic, ze které podle expertů může Kyjev získávat data přímo, se zvláštním způsobem přiblížil ruský satelit.
včera v 15:50‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.